Bunyi dan Cahaya Gelombang Bunyi Gelombang Cahaya

Transkripsi

1

2 Setelah mempelajai bab ini, pesea didik mampu:. memahami sifat-sifat gelombang bunyi dan memahami fenomena-fenomena bunyi sepeti efek Dopple, esonansi, seta fekuensi hamonik pada dawai dan pipa ogana;. memahami kaakteistik cahaya sebagai gelombang seta memahami peneapan sifat polaisasi gelombang cahaya dalam teknologi. Bedasakan pengetahuan dan keteampilan yang dikuasai, peseta didik:. mengolah data hasil paktikum kemudian menaik kesimpulan bedasakan data akhi yang dipeoleh;. memecahkan penyebab fenomena yang tejadi dalam kehidupan bekaitan dengan gelombang cahaya melalui pengamatan. Bunyi dan Cahaya Gelombang Bunyi Gelombang Cahaya Melakukan diskusi kecepatan bunyi dalam zat padat. Melakukan paktikum menentukan vaiabel dalam fenomena dawai. Melakukan paktikum menentukan vaiabel dalam fenomena pipa ogana. Melakukan diskusi tentang fenomena alam bekaitan dengan sifat cahaya dapat tedispesi. Melakukan pecobaan mandii membuktikan sifat cahaya dapat tedifaksi menggunakan keping CD bekas dan lase. Melakukan paktikum penyelidikan pola difaksi menggunakan kisi dan lase. Melakukan studi liteatu dilanjutkan diskusi menentukan caa keja LCD. Mensyukui nikmat Tuhan telah diciptakannya gelombang bunyi dan cahaya yang memiliki kaakteistik unik yang menunjang teknologi ciptaan manusia untuk mempemudah kehidupan. Mampu menjelaskan tentang kelajuan bunyi pada benda padat dengan kegiatan eksploasi dan diskusi. Mampu mengidentifikasi vaiabel-vaiabel dalam fenomena dawai dan pipa ogana melalui kegiatan paktikum. Mampu mengidentifikasi dan menganalisis fenomena alam dikaitkan dengan kaakteistik cahaya. Mampu menganalisis difaksi cahaya menggunakan keping CD bekas. Mampu mengidentifikasi vaiabel-vaiabel difaksi oleh kisi melalui kegiatan paktikum. Mampu menjelaskan caa keja LCD bedasakan sifat polaisasi cahaya pada kistal cai. Fisika Kelas X

3 . Pilihan Ganda. Jawaban: c Bunyi adalah gelombang mekanik yang membutuhkan medium untuk meambat. Bunyi meupakan gelombang longitudinal kaena memiliki aah ambat sejaja dengn aah getanya. Gelombang bunyi juga dapat dibiaskan jika melewati dua medium yang bebeda indeks biasnya. Selain itu, bunyi juga mengalami difaksi saat melalui celahcelah sempit.. Jawaban: c ngkasa meupakan uang hampa udaa sehingga gelombang bunyi tidak dapat meambat melaluinya. Gelombang cahaya, gelombang adio, gelombang infameah, dan gelombang ultaviolet dapat meambat tanpa ada medium (uang hampa udaa). Dengan demikian, gelombang bunyi bintang yang meledak tidak bisa sampai ke bumi. 3. Jawaban: b T 0 C ρ.000 kg/m 3 B, 0 9 N/m 3 v B v ρ 9 3, 0 N/m m/s,45 km/s.000 kg/m Jadi, kelajuan bunyi dalam ai sebesa, 45 km/s. 4. Jawaban: a v s 0 v p v p f p v ± vp f p f v ± v s s v vp v vp f v 0 s f v s Jadi, pesamaan yang bena adalah pilihan a. 5. Jawaban: d v.533 m/s v 8 m/s v B 9 m/s f.400 Hz v v v v f B B f f B.533 m/s 9 m/s.533 m/s 8 m/s.45,6 Hz.46 Hz (.400 Hz) Jadi, fekuensi yang dideteksi awak kapal selam B sebesa.46 Hz. 6. Jawaban: d Benda memiliki fekuensi alami. Begitu juga gelas juga memiliki fekuensi alaminya sendii. Ketika dentuman memiliki fekuensi yang sama dengan fekuensi alami gelas dan sefase, amplitudo getaan gelas menjadi besa. Mengingat enegi getaan sebanding dengan kuadat amplitudo maka enegi getaan gelas juga menjadi sangat besa. Ketidakmampuan gelas menahan enegi yang bekeja padanya menyebabkan gelas pecah. 7. Jawaban: e esonansi adalah peistiwa begetanya sebuah benda kaena getaan benda lain yang disebabkan oleh kesamaan fekuensi getaan dengan fekuensi alami benda yang ikut begeta. Contoh peistiwa esonansi dapat dilihat pada opsi a, b, c, dan d. Sementaa peistiwa pada opsi e adalah efek Dopple. 8. Jawaban: d f 0 f 0 (0) v v 0,80 m v 400 m/s 400 m/s (0,80 m) 50 Hz Jadi, fekuensi nada dasa 50 Hz. 9. Jawaban: a m 6 g 0,06 kg 80 cm 0,8 m F 800 N f 0 Nada dasa pada dawai: v F m (800 N)(0,8 m) 0,06 kg m /s 00 m/s Bunyi dan Cahaya

4 v f 0 00 m/s 5 Hz (0,8 m) Jadi, fekuensi nada yang dihasilkan sebesa 5 Hz. 0. Jawaban: c buka 5 cm 0,5 m f 0 buka f n dawai dawai 50 cm,5 m v 340 m/s v dawai 50 m/s n f 0 buka f n dawai v n 340 m/s (0,5 m) n (,5 m) (50 m/s) 680/s (n )(70/s) n 680/s 70/s n 4 n 3 Jadi, fekuensi yang dihasilkan adalah nada atas ketiga.. Jawaban: d Hubungan antaa panjang pipa dan panjang gelombang untuk pipa ogana tebuka adalah: L λ, λ, 3 0 λ,... Untuk nada atas kedua belaku: L 3 λ atau λ 3 L x 3 L Hubungan antaa panjang pipa dan panjang gelombang untuk pipa ogana tetutup adalah: L 4 λ 0, 3 4 λ, 5 4 λ,... Untuk nada atas kedua belaku: L 5 4 λ atau λ 4 5 L Oleh kaena panjang kedua pipa sama, yaitu L L maka pebandingan panjang gelombang adalah: x y L 3 4 L Jadi, x : y 5 : 6.. Jawaban: a Jadi, besa intensitas akhi menjadi 9 kali intensitas semula atau menuun 9 kali dai intensitas semula. 3. Jawaban: d T 80 db n 0 T T T 0 log n 80 0 log Jadi, taaf intensitasnya 90 db. 4. Jawaban: e P P T 0 log T 0 log log 0 0(log log ) 0 T 0 log Kelajuan bunyi tidak beubah dengan asumsi keapatan udaa tidak beubah. Oleh kaena nada yang dimainkan sama, maka panjang gelombang dan fekuensi tidak beubah. Jadi, paamete fisis yang beubah menjadi dua kali semula adalah intensitas. 5. Jawaban: d Peistiwa layangan bunyi adalah timbulnya bunyi keas lemah secaa begantian kaena pebedaan fekuensi sedikit antaa dua sumbe bunyi. Pada pebedaan fekuensi antaa 0-4 Hz, pelayangan bunyi belum tejadi kaena pada selisih fekuensi itu telinga manusia belum sensitif untuk membedakan. B. Uaian. v.533 m/s x 0 m t Fisika Kelas X 3

5 vt x t x v (0 m).533 m/s 0,4 s Jadi, waktu yang dibutuhkan lumba-lumba untuk mendeteksi mangsanya adalah 0,4 sekon.. Fekuensi gema klakson mobil akan tedenga lebih tinggi kaena tejadi efek Dopple. Dinding tebing dianggap sebagai sumbe bunyi kaena memantulkan bunyi klakson mobil. Mobil begeak mendekati dinding yang diam, sehingga pesamaan efek Dopple sebagai beikut. f p v ± v p f v ± 0 s Bedasakan pesamaan tampak bahwa fekuensi yang diteima pendenga lebih besa W/m n ΔT 0 7 T 0 log 0 0 log log log T 0 log log log log ΔT T T 56 db 53 db 3 db Jadi, kenaikan taaf intensitas yang dialami kayawan tesebut sebesa 3 db. 4. F 00 N f f 0 f f 0 F f 0 : f 0 L F F 00 F F μ : L F μ 0 F F 400 N Jadi, tegangan dawai sebesa 400 N. 5. v 340 m/s f 3 40 Hz L a. Pipa ogana tebuka f 3 ( n ) v (3 ) v L L v L (340 m/s) 40 Hz L L,83 m Panjang minimum pipa bekisa,83 m. b. Pipa ogana tetutup ((3) ) v f 3 4L 40 Hz f 3 7 4L v 7 (340 m/s) 4L.380 m/s 960 Hz L,48 m Jadi, panjang minimum pipa bekisa,48 m.. Pilihan Ganda. Jawaban: d Cahaya mengalami pembiasan ketika melalui dua medium yang bebeda indeks biasnya. Cahaya dibiaskan mendekati gais nomal jika melewati medium kuang apat menuju medium yang lebih apat. Cahaya dibiaskan menjauhi gais nomal jika melewati medium lebih apat menuju medium yang kuang apat. Pada peistiwa pembiasan juga dapat tejadi pemantulan ketika sudut datang lebih besa dai sudut kitis. Keadaan ini hanya tejadi jika cahaya meambat dai medium apat ke medium kuang apat. Oleh kaena itu, penyataan yang tepat adalah (), (3), dan (4).. Jawaban: c Meskipun tidak tekena cahaya matahai langsung, sesungguhnya benda-benda di sekita kita 4 Bunyi dan Cahaya

6 memantulkan cahaya matahai dan masuk ke mata. Peistiwa ini yang menyebabkan efek teang pada uangan. Pemantulan yang tejadi adalah pemantulan bau kaena sina tidak selalu jatuh pada pemukaan yang licin dan mengilap. 3. Jawaban: e Sina matahai tegolong cahaya polikomatis. Ketika dilewatkan pada sebuah pisma akan tejadi dispesi cahaya. Dispesi ini adalah efek pembiasa cahaya oleh masing-masing fekuensi penyusun cahaya putih. Uutan pembiasan cahaya dimulai dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang tebesa dan fekuensi tekecil yaitu meah-jinggakuning-hijau-biu-nila-ungu. Oleh kaena itu, penyataan yang paling tepat adalah penyataan pada opsi e. 4. Jawaban: a Jika sina datang membentuk sudut 60 tehadap cemin, sudut datangnya sebesa 30. Sudut datang adalah sudut yang dibentuk antaa sina datang dengan gais nomal. Bedasakan hukum pemantulan, besa sudut pantul sama dengan besa sudut datang. Oleh kaena itu, sudut pantulnya sebesa Jawaban: b Sesuai hukum pembiasan, cahaya dibiaskan mendekati gais nomal jika melewati medium kuang apat menuju medium yang lebih apat. Cahaya dibiaskan menjauhi gais nomal jika melewati medium lebih apat menuju medium yang kuang apat. Pada opsi a, kaca lebih apat dibandingkan udaa sehingga pembiasan sehausnya mendekati gais nomal. Pada opsi c, udaa lebih enggang dibandingkan kaca sehingga pembiasan sehausnya menjauhi gais nomal. Pada opsi d, ai lebih apat dibandingkan udaa sehingga pembiasan sehausnya mendekati gais nomal. Pada opsi e, kaca lebih apat dibandingkan udaa sehingga pembiasan sehausnya mendekati gais nomal, lalu menjauhi gais nomal. Oleh kaena itu, jawaban yang paling tepat adalah opsi b. 6. Jawaban: d ntefeensi maksimum ode ke-n adalah: d sin θ nλ atau d sin θ (n) λ d sin θ sebesa n dai setengah panjang gelombang. 7. Jawaban: c y 3 0 m d 0, 0 3 m L m n λ 3 yd L (3 0 m) (0, 0 m) m nλ λ λ m λ m λ,5 0 6 m.500 nm Jadi, panjang gelombangnya.500 nm. 8. Jawaban: e N gais/cm d d N gais/cm cm m Jadi, nilai konstanta kisi difaksi tesebut sebesa m. 9. Jawaban: c λ m d 0,0 mm 0 5 m L 0 cm 0, m n y yd L nλ y n λ L d 7 ()(9 0 )(0, m) 0 m 5 3,6 0 m 3,6 cm Jadi, jaak teang ode dua dengan teang pusat sejauh 3,6 cm. 0. Jawaban: d Caa mempeoleh cahaya tepolaisasi sebagai beikut. ) Penyeapan selektif (absopsi) ) Pembiasan ganda 3) Pemantulan 4) Hambuan. Jawaban: c Cahaya dilewatkan lautan gula akan mengalami polaisasi kaena pemutaan aah geta. Langit bewana biu kaena peistiwa hambuan cahaya. Hambuan adalah salah satu caa membuat cahaya tepolaisasi. Cahaya dai udaa menuju ai akan mengalami pembiasan dan pemantulan yang menyebabkan cahaya tepolaisasi. Pola spektum oleh kisi adalah peistiwa difaksi. Oleh kaena itu, peistiwa polaisasi ditunjukkan oleh penyataan (), (), dan (3). Fisika Kelas X 5

7 . Jawaban: c λ Å 4,5 0 7 m L,5 m d 0,3 mm m n y y Ln λ d 7 (,5 m)()(4,5 0 m) 4 4,5 0 3 m 4,5 mm 3 0 Jadi, jaak pita teang kedua dai teang pusat sebesa 4,5 mm. 3. Jawaban: b λ 50 nm m 5,0 0 7 m d 0,0440 mm 4,4 0 5 m θ d sin θ nλ 4,4 0 5 sin θ (5,0 0 7 ) 5,0 0 sin θ 5 4,4 0 θ ac sin (0,08) θ 0,68 Jadi, besa sudut difaksi dai teang pusat ke teang ode petama sebesa 0, Jawaban: e LED menggunakan sumbe cahaya beupa light emitting diode sehingga konsumsi listiknya lebih hemat. Keunggulan LED yang lain adalah memiliki kontas gamba yang lebih tajam. LED dan LCD sama-sama menggunakan kistal cai untuk mempolaisasi cahaya. Ukuan keduanya juga elatif sama tipis. LED memiliki isiko tejadinya deadpixel (piksel mati), sedangkan LCD tidak memiliki isiko tesebut. 5. Jawaban: e Cahaya memiliki dua aah geta. Ketika cahaya memasuki polaisato hoizontal, aah geta vetikal cahaya akan tepolaisasi (teseap) sehingga hanya tesisa aah geta hoizontal. Jika cahaya yang hanya memiliki aah geta hoizontal melewati polaisato vetikal, aah geta tesebut akan tepolaisasi sehingga seluuh aah geta cahaya teseap. kibatnya, tidak ada bekas cahaya yang diloloskan. 7 B. Uaian. Minyak yang tumpah akan menghasilkan lapisan tipis. Jika tekena sina matahai, akan tejadi intefeensi. Wana-wana indah pada pemukaan minyak ditimbulkan oleh adanya pebedaan fase gelombang yang mengenainya.. d 0,5 mm m L 00 cm m y 0,4 mm m n λ yd L nλ λ yd nl 4 4 (4 0 )(5 0 ) ()(m) 0 7 m Jadi, panjang gelombang yang digunakan 0 7 m. 3. λ 500 nm m L m n y 4 cm 4 0 m d sin θ y L sin θ 4 0 m m 4 0 sin θ 4 0 d sin θ nλ nλ d sin θ 7 (5 0 m),5 0 5 m 4 0 Jadi, leba celah,5 0 5 m. 4. Tinjau hukum pembiasan sin θi sin θ n n sin θi, 333 sin θ i sin θ sin θ 0,75 sin θ,333 Hasil dai penuunan pesamaan ini membuktikan bahwa besa sudut bias lebih kecil dai sudut datang. Oleh kaena itu cahaya tampak mendekati gais nomal. 5. Ketika kisi dikenai sina polikomatik, akan tebentuk pola gelap teang. Pola teang tedii atas spektum wana pelangi. Sementaa jika kisi dilewati sina monokomatik, akan tebentuk pola gelap teang pula. Pola teang bukan beupa spektum, tetapi wana sesuai fekuensi. 6 Bunyi dan Cahaya

8 . Pilihan Ganda. Jawaban: a Bunyi dapat mengalami pemantulan, pembiasan, dan intefeensi (pemaduan). Namun, bunyi tidak dapat mengalami dispesi kaena peistiwa dispesi hanya dapat dialami oleh cahaya. Dispesi adalah peistiwa penguaian cahaya polikomatik menjadi monokomatik melalui kaena melewati pisma. Bunyi juga tidak mengalami polaisasi. Polaisasi adalah penyeapan aah geta. Bunyi tidak dapat tepolaisasi kaena mempunyai aah geta yang sejaja dengan aah ambat.. Jawaban: c 0 9 W/m 0 0 W/m n 00 T n T n T 0 log n 0 log 0 log log log 00 0 log log Jadi, taaf intensitas bunyi 00 mesin ini sama dengan bunyi mobil (3). 3. Jawaban: a v 35 m/s v s 5 m/s f p : f p Saat sumbe bunyi mendekati pendenga: v 35 f p f v v s f s 35 5 s f s Saat sumbe bunyi menjauhi pendenga: f p v v v s f s f p : f p f : 35 s 350 f s fp f f f p p p 7 6 f s f s Jadi, pebandingan antaa fekuensi yang diteima pada saat sumbe bunyi mendekati dan menjauhi adalah 7 : Jawaban: e f.700 Hz v 340 m/s n Jawab n f n f 3 v 3(340 m/s).700 Hz 3(340 m/s) (.700 Hz)() 0,3 m 30 cm Jadi, panjang suling adalah 30 cm. 5. Jawaban: e Kesimpulan efek Dopple ) pabila pegeakan sumbe bunyi dan pendenga mengakibatkan jaak keduanya bekuang maka fekuensi pendenga menjadi lebih besa (f p > f s ). ) pabila pegeakan sumbe bunyi dan pendenga mengakibatkan jaak keduanya betambah maka fekuensi tedenga menjadi lebih kecil (f p < f s ). 3) Meskipun sumbe bunyi dan pendenga begeak tetapi jaak keduanya konstan maka fekuensi tedenga tetap (f p f s ) dan pegeakan medium tidak akan bepengauh. Dengan demikian: ) Sumbe dapat mengeja pendenga sehingga jaak keduanya semakin kecil, akibatnya fekuensi tedenga betambah (f p > f s ). Penyataan ) bena ) Pendenga mendekati sumbe yang diam sehingga jaak keduanya semakin kecil, akibatnya fekuensi tedenga betambah. (f p > f s ) Penyataan ) bena 3) Sumbe menjauhi pendenga yang diam sehingga jaak keduanya semakin besa, akibatnya fekuensi tedenga bekuang. (f p < f s ) Penyataan 3) bena 4) Jaak sumbe dengan pendenga konstan sehingga fekuensi tedenga tetap (f p f s ) meskipun medium begeak. Penyataan 4) bena Fisika Kelas X 7

9 6. Jawaban: b T 60 db n 00 T n T n T 0 log n 60 0 log Jadi, taaf intensitas bunyi yang dihasilkan 00 buah sumbe bunyi adalah 80 db. 7. Jawaban: e v p 0 v s 5 m/s f s 40 Hz v 35 m/s f p v ± vp f p f v ± v s f p v v v s f s s 35 m/s (40 Hz) (35 5) m/s 35 (40 Hz) Hz Jadi, fekuensi bunyi siene yang tedenga 455 Hz. 8. Jawaban: b () Seseoang dapat mendenga pecakapan oang lain meskipun di uangan bebeda kaena bunyi mampu melewati celah-celah sempit kaena bunyi dapat tedifaksi. () Ledakan bintang di lua angkasa tidak tedenga sampai bumi kaena di lua angkasa tidak tedapat udaa sebagai medium peambatan bunyi. Oleh kaena itu, bunyi temasuk gelombang mekanik. (3) Gaung adalah peistiwa datangnya bunyi pantul sebelum bunyi asli habis. Hal ini membuktikan bahwa bunyi dapat dipantulkan. (4) Meskipun sedang di dalam ai (misal beenang), kita masih mampu menangkap pecakapan/suaa dai lua ai. Hal ini membuktikan bunyi meambat dalam medium zat ai. 9. Jawaban: c Kelelawa mengeluakan bunyi ultasonik dai mulutnya untuk mendeteksi makanan. Bunyi akan mengenai benda (makanan), lalu memantul. Gelombang pantul akan dideteksi oleh sound ada yang dimiliki telinga kelelawa. tulah caa kelelawa mendeteksi makanannya. 0. Jawaban: c Pecakapan mampu tedenga kaena bunyi meambat melalui benang. Benang dalam keadaan tegang mampu mengantakan bunyi dai kaleng satu ke kaleng yang lain. Oleh kaena itu, dapat disimpulkan bahwa bunyi dapat meambat melalui medium padat.. Jawaban: c Ultasonogafi atau biasa disebut dengan USG adalah metode pencitaan dengan gelombang ultasonik. Gelombang dipancakan ke bendabenda yang akan dicitakan. Setiap benda memiliki koefisien tansmisi dan efleksi bebeda-beda. Pebedaan intensitas gelombang pantul yang tedeteksi inilah yang menimbulkan cita benda.. Jawaban: b v.00 m/s ρ 0,7 g/cm kg/m 3 B v B ρ B v ρ (.00 m/s) (700 kg/m 3 ), kg/ms, Pa Jadi, modulus Bulk zat cai sebesa, Pa. 3. Jawaban: c,0 m f 30 Hz m 9,0 g F Pada nada dasa: λ ()(,0 m),0 m Cepat ambat gelombang pada dawai: v f λ (30 Hz)(,0 m) 86 m/s Tegangan sena: v F m F mv (9 0 kg)(86 m/s),0 m 3 334,6 N Jadi, tegangan sena sebesa 334,6 N. 4. Jawaban: a f gaputala 400 Hz 0 getaan f layangan Δf 5 detik f gita f gita f gaputala ± Δf 4 Hz 8 Bunyi dan Cahaya

10 400 Hz ± 4Hz 404 Hz atau 396 Hz Jadi, fekuensi gita kemungkinan 404 Hz atau 396 Hz. 5. Jawaban: c Pancaan dai kedua bohlam tidak memiliki hubungan fase yang konstan satu sama lain sepanjang waktu. Gelombang-gelombang cahaya dai bohlam mengalami peubahan fase secaa acak dalam selang waktu kuang dai ns. Mata manusia tidak dapat mengikuti peubahan secepat itu sehingga efek intefeensi yang tejadi tidak teamati. Dalam hal ini, bohlam adalah sumbe polikomatik yang inkoheen. 6. Jawaban: e sin i sin n n k u i sin 3 sin n k u n 3 i dan Misalkan diambil nilai i 60 dan 30 maka o sin 60 3 o sin sehingga dapat diambil nilai sudut datang dan sudut bias masing-masing 60 dan Jawaban: b i 30 n a,75 n u sin i n a sin sin nu sin i n a (sin 30 ), 75 sin 0,8 6,6 Jadi, sendok akan telihat membengkok dengan sudut 6,6. 8. Jawaban: d y 5 mm m L 3 m d mm 0 3 m n λ yd L nλ λ yd nl 3 3 (5 0 )( 0 ) m ()(3 m) 3,3 0 6 m nm Jadi, panjang gelombang yang digunakan nm. 9. Jawaban: c λ 00 nm 0 7 m d mm 0 3 m n L m y yd L nλ y n L 7 λ ( 0 m)( m) d 3 ( 0 ) m m 4 0 cm Jadi, jaak teang ke- dengan teang pusat 4 0 cm. 0. Jawaban: c N gais/m θ 37 (tan ) n λ d N gais/m,5 0 6 m d sin θ n λ d sin θ λ n 6 3 (,5 0 m)( ) 5 7,5 0 7 m Jadi, panjang gelombang cahaya yang digunakan sebesa 7,5 0 7 m.. Jawaban: c λ 300 nm m N.000 gais/mm n d N.000 gais/mm 0 3 mm 0 6 m Ode maksimum jika nilai sin θ, kaena nilai sinus maksimum adalah. d sin θ nλ Fisika Kelas X 9

11 d sin θ n λ 6 ( 0 ) 7 3, (dibulatkan ke bawah) Jadi, ode maksimum yang masih dapat diamati yaitu 3.. Jawaban: a d y L nλ d N d y 0 cm 0, m L 80 cm 0,8 m n λ Å m d nl 7 λ ()(0,8 m)(5 0 m) y 0,m m mm 4 0 mm 3 50 gais/mm Jadi, kisi memiliki 50 gais/mm. 3. Jawaban: e Syaat tejadinya intefeensi adalah sumbesumbeya haus koheen, atinya sumbesumbenya haus menjaga suatu hubungan fase yang konstan satu sama lain. Sumbe-sumbenya haus monokomatik, atinya beasal dai suatu panjang gelombang tunggal. Syaat beikutnya adalah haus tejadi tumpang tindih anta gelombang. Jika gelombang tidak menyeba dan tidak saling tumpang tindih tidak akan tejadi intefeensi. Gelombang dapat beintefeensi jika ada dua sumbe. Dua sumbe bukan beati haus dua benda yang memancakan gelombang, akan tetapi dua buah acuan sumbe sepeti pada pecoban Young. ntefeensi tidak haus beasal dai satu sumbe yang penting koheen. Sebagai contoh, dua pengeas suaa befekuensi tunggal yang digeakkan oleh satu amplifie tetap dapat beintefeensi satu sama lain, kaena keduanya memancakan gelombang yang koheen. 4. Jawaban: a Cahaya dapat mengalami pemantulan, pembiasan, dan dapat tepolaisasi. Namun, cahaya tidak memelukan medium untuk meambat kaena cahaya temasuk gelombang elektomagnetik. Cahaya memiliki dua aah geta yang saling tegak luus dan keduanya tegak luus tehadap aah ambatnya. Oleh kaena itu, cahaya temasuk gelombang tansvesal. 5. Jawaban: b L, m y 4,5 cm 4,5 0 m n d 0,03 mm m λ λ yd nl 5 (4,5 0 m)(3 0 m) ()(,) m 5, m 5.65 Å Jadi, panjang geombang yang digunakan sebesa 5.65 Å. 6. Jawaban: c λ 4, m n,5 t Tejadi gejala hitam, beati beintefeensi destuktif. m λ nt 0 4, m (,5)t t 7,375 0 m 3 0, Å Jadi, ketebalan lapisan sabun kia-kia 790 Å. 7. Jawaban: c Bayangan kabu tejadi kaena cahaya mengalami difaksi. Cahaya melentu setelah melewati penghalang atau celah sempit sesuai dengan sifat gelombang. 8. Jawaban: b Wana Kuning Hijau Meah Biu Ungu Wana cahaya yang memiliki panjang gelombang lebih besa akan mengalami pelentuan lebih besa daipada wana cahaya yang memiliki panjang gelombang lebih kecil. Jadi, uutan wana cahaya yang mengalami pelentuan dai yang paling besa hingga tekecil adalah: meah, kuning, hijau, biu, dan ungu ), ), 3), 5), dan 4). 9. Jawaban: a i Panjang Gelombang (nm) 0 Bunyi dan Cahaya

12 n ku sin i sin sin 60 sin 30 n ku 3 3 Jadi, indeks bias elatif kaca tehadap udaa sebesa Jawaban: e n,4 λ Å 5,4 0 7 m t Tebal lapisan minimum untuk intefeensi konstuktif cahaya yang dipantulkan pada m 0 sehingga: nt (m λ) t 4n λ 7 (5,4 0 ) 4(,4) 96,4 nm Jadi, tebal minimum lapisan gelembung sabun 96,4 nm. B. Uaian. Bunyi adalah gelombang mekanik yang membutuhkan medium untuk begeak. Ketika beada di uang hampa, bunyi tidak mampu meambat sampai ke telinga pendenga. Oleh kaena itu, tidak ada bunyi yang tedenga.. P π 0 4 W 5 m T 40 db 0 0 W/m a. b. a. P 4π 4 4 π 0 W π 0 W (4 π )(5 m) 00π m 0 6 W/m Jadi, intensitas bunyi yang diteima pendenga sebesa 0 6 W/m. b. T 0 0 log 0 log (0)(6) db 60 db 6 db T T 0 0 log log log 5 log (5 m) Jadi, jaak pendenga 50 m. 3. v s 5 m/s f s 500 Hz v 340 m/s v p 0 a. f p sebelum bus sampai di halte b. f p setelah bus melewati halte a. S v s P v p 0 maka: v vp f p v v f s f p s v v v f s s 340 (500 Hz) ,68 Hz Jadi, fekuensi yang didenga ketika bus mendekati penumpang adalah 539,68 Hz. b. v p 0 v s P S maka: f p v v v f s s 340 (500 Hz) ,75 Hz Jadi, fekuensi yang didenga ketika bus melewati halte adalah 465,75 Hz. 4. v 30 m/s f 0 80 Hz L saat f 0 Fisika Kelas X

13 v f 0 L L v f 0 30 m/s (80 Hz) 0,88 Pipa ogana tetutup v f 0 4 L L v 4f 0 30 /s 4(80 Hz) 0,44 m Jadi, panjang minimum pipa ogana tebuka 0,88 m, sedangkan pipa ogana tetutup 0,44 m. 5. Fungsi dai bambu yang diletakkan dibawah bilah gamelan adalah sebagai kotak esonansi. Udaa di dalam bambu yang beesonansi dengan getaan bilah gamelan yang dipukul akan menghasilkan bunyi yang lebih nyaing. 6. f s 600 Hz f p 500 Hz v p 5 m/s v 340 m/s v s v vp f p v vs v vp f p v v 500 s f s f s v s (600) v s v s v s Jadi, kecepatan sumbe bunyi sebesa 6 m/s. 7. Tidak. Peistiwa pemantulan tejadi jika cahaya mengalami pembiasan menjauhi gais nomal. Pembiasan jenis ini hanya tejadi jika cahaya datang dai medium yang apat menuju medium yang kuang apat. Syaat beikutnya adalah sudut datang haus melebihi sudut kitis supaya tejadi pemantulan total. 8. λ,5 0 7 m d 3, 0 4 m L,6 m n 3 y yd L n λ y n λl d 7 (,5 0 m)(,6 m) 3 4 (3, 0 m) 4, m Jadi, jaak gelap ke-3 dengan teang pusat 4, m. 9. d m cm, m D 3 mm m λ 500 nm m L, λ d m L D dmd L,λ 3 (, m)(3 0 m) 7, (5 0 m) 0,6 0 4 m m Jadi, jaak paling jauh aga lampu dapat dibedakan sebagai lampu tepisah adalah m. 0. Titik-titik ai yang belaku sebagai pisma-pisma miko mendispesi cahaya matahai menjadi cahaya monokomatis. Cahaya meah memiliki sudut deviasi paling kecil sehingga beada di posisi paling atas. Sementaa cahaya ungu memiliki sudut deviasi tebesa sehingga tampak pada busu paling bawah. Bunyi dan Cahaya

14 Setelah mempelajai bab ini, peseta didik mampu:. mengevaluasi pinsip keja pealatan listik seaah (DC) dalam kehidupan sehai-hai;. melakukan pecobaan untuk menyelidiki kaakteistik angkaian listik; 3. meneapkan hukum Ohm dan hukum Kichhoff dalam pemecahan masalah listik; 4. meneapkan nilai aus dan tegangan listik pada angkaian sei dan paalel; 5. menggunakan voltmete dan ampeemete untuk menentukan nilai tegangan dan aus. Bedasakan pengetahuan dan keteampilan yang dikuasai, peseta didik:. menyadai kebesaan Tuhan yang menciptakan keseimbangan sehingga memungkinkan manusia mengembangkan teknologi untuk mempemudah kehidupan;. bepeilaku ilmiah (memiliki asa ingin tahu, objektif, juju, teliti, cemat, tekun, hati-hati, betanggung jawab, tebuka, kitis, dan inovatif) dalam melakukan pecobaan, melapokan, dan bediskusi; 3. menghagai keja individu dan kelompok dalam aktivitas sehai-hai. angkaian Seaah Hukum Ohm angkaian Listik dan Hukum Kichhoff plikasi Listik Seaah Mengamati pebedaan aus C dan DC. Menguku aus dan tegangan listik. Menyelidiki hubungan antaa kuat aus listik dan tegangan listik. Menyelidiki fakto-fakto yang memengauhi hambatan kawat. Mengamati jenis-jenis angkaian listik. Menyelidiki pebedaan angkaian sei dan paalel. Menyelidiki hukum Kichhoff. Mencai tahu pinsip keja sumbe aus C dan DC. Mengamati spesifikasi pealatan elektonik. Mencai tahu sumbe listik DC. Besyuku atas teciptanya listik untuk mempemudah kehidupan. Besikap objektif, juju, cemat, dan kitis dalam setiap kegiatan. Menghagai keja individu dan kelompok dalam setiap kegiatan. Menjelaskan pengukuan aus listik dan tegangan listik. Menjelaskan hubungan kuat aus listik dan tegangan listik. Menjelaskan hambatan listik dan fakto-fakto yang memengauhinya. Menjelaskan jenis-jenis esisto. Menjelaskan angkaian sei dan angkaian paalel pada hambatan dan bateai. Menjelaskan angkaian Delta dan jembatan Wheatstone. Menjelaskan hukum Kichhoff. Menjelaskan pesamaan enegi dan daya listik. Menjelaskan sumbe enegi listik. Menyajikan data dan lapoan pecobaan tentang aus dan tegangan listik. Menyajikan data dan lapoan pecobaan tentang angkaian listik. Menuliskan hasil pencaian infomasi dan tugas yang dibeikan. Fisika Kelas X 3

15 . Pilihan Ganda. Jawaban: d a b c 3,5 batas uku (c) 0 skala maksimum (b) 5 penunjuk (a) 3,5 5 (0 ) 7 Jadi, kuat aus yang teuku sebesa 7.. Jawaban: d m Ω sh 0 4 Ω sh n ( n ) sh n 4 0 n 0 4 n 0.00 n n (0.00)( m) 0.00 m 0,00 Jadi, ampeemete dapat digunakan untuk menguku aus listik hingga 0, Jawaban: e n e 8 t 4 s Q t Q 8 4s Q 3 C Q n e q e 3 C n e (,6 0 9 C) 3 C,6 0 C n e Jadi, jumlah elekton yang mengali sebanyak, Jawaban: a t 8 μs sekon 0 q e,6 0 9 C n Q t Q t ( 0 )(8 0 6 sekon) C,6 0 6 C Q n e q e Q n e q e 6-9, 6 0 C,6 0 C.000 Jadi, jumlah ion Cl yang mengali melewati memban sel sebanyak.000 elekton. 5. Jawaban: c t menit 60 sekon q 50 coulomb Q 50 coulomb,5 ampee t 60 sekon Jadi, kuat aus listik yang mengali dalam penghanta sebesa,5 ampee. 6. Jawaban: d us listik adalah elekton yang mengali. Elekton bemuatan negatif. ah aus listik belawanan dengan aah alian muatan negatif (alian elekton), tetapi seaah dengan alian muatan positif. us listik mengali dai potensial tinggi (kutub positif) ke potensial endah (kutub negatif). 7. Jawaban: e nilai pada skala nilai maksimum skala jangkauan 40 ( ) 0,8 50 Jadi, aus yang mengali pada angkaian sebesa 0,8. 8. Jawaban: b mete mm 0 3 m ρ, m 4 angkaian Seaah

16 Luas penampang kawat π (3,4)( 0 3 ), m Hambatan listik kawat ρ 8 (,70 0 Ωm)( m) 6 (,56 0 m ), Ω Jadi, hambatan listik kawat sebesa, Ω. 9. Jawaban: e Banyaknya muatan listik yang mengali dalam hambatan dapat ditentukan dengan menentukan luas pada gafik. Q luas tapesium luas pesegi panjang ( a b ) t p ( )(0 5) (5)() (3)(5) 0 7,5 Jadi, muatan listik yang mengali dalam hambatan tesebut adalah 7,5 coulomb.. Jawaban: b penunjuk jaum (a) 6 skala maksimum (b) 50 batas uku (c) 0 V V V a b c ( 6 )(0 V) 50 3, V Jadi, beda potensial yang teuku adalah 3, V.. Jawaban: c Untuk menguku tegangan listik, voltmete haus dipasang paalel dengan hambatan. Gamba yang bena ditunjukkan dengan pilihan c.. Jawaban: b 300 m 480 m sh 480 m n 300 m 8 5 sh ( n ) kω 30 kω 3 5 (30 kω)( 5 ) 50 kω 3 Jadi, hambatan shunt yang dipelukan sebesa 50 kω. 3. Jawaban: a 0 40 Ω t 6 kω T 0 0 C α 3,9 0 3 / C T Δ 0 a ΔT t 0 0 a ΔT (6 40) Ω (40 Ω)(3,9 0 3 / C) ΔT 86 (0.568/ C) ΔT 86 ΔT 0, C Titik lebu aluminium suhu akhi platina ΔT T T 0 T ΔT T 0 (548 0) C 568 C Jadi, titik lebu aluminium 568 C. 4. Jawaban: e t 0 s n e elekton q e,6 0 9 C Q n e q e (4 0 9 ) (,6 0 9 C) 6,4 C Q 6,4 C 0,64 t 0 s Jadi, aus yang mengali sebesa 0, Jawaban: d Q (3t 3 t 7) t sekon dq dt d dt (3t3 t 7) 9t 9() 38 Jadi, kuat aus listik yang mengali pada penghanta sebesa 38 ampee. Fisika Kelas X 5

17 B. Uaian. Pengukuan potensial listik menggunakan voltmete dilakukan dengan memasang voltmete secaa paalel dengan alat yang akan diuku potensial listiknya. Untuk mempebesa batas uku voltmete dilakukan dengan menambahkah hambatan yang disebut hambatan muka ( f ). Hambatan muka dipasang sei dengan voltmete.. 0 t jam sekon q e,6 0 0 coulomb a. Q b. n e a. Q t Q t (0 )(3.600 sekon) 3,6 0 4 coulomb Jadi, muatan yang melewati tesebut adalah 3,6 0 4 coulomb. b. n Q q e 4 3,6 0 coulomb 9,6 0 coulomb,5 0 3 Jadi, elekton yang mengali selama jam sebanyak,5 0 3 elekton. 3. l 5 m 0,5 mm 0,5 0 3 m ρ,7 0 8 Ωm π (3,4)(0,5 0 3 m) 0, m Hambatan listik pada kawat ρ (5 m) (,7 0 8 Ωm) 6 (0,785 0 m ) 0,083 Ω Jadi, besa hambatan listik kawat sebesa 0,083 Ω m 480 m 30 kω sh n 480 m 300 m 8 5 sh ( n ) kω ( ) 30 kω 3 5 (30 kω)( 5 3 ) 50 kω Jadi, hambatan shunt yang dipelukan sebesa 50 kω Ω 50 m sh 0 Ω sh n n sh n n 36 n 37 Ω Ω n n (37)(50 m).850 m,85 Jadi, batas ukunya menjadi, n e m t 00 sekon q e,6 0 9 coulomb J Q n e q e (0.000)(,6 0 9 coulomb),6 0 5 coulomb Q t 5,6 0 coulomb 00 sekon J 7, 6 0 ampee 4 m,6 0 7 ampee /m Jadi, apat aus muatannya sebesa /m. 7. q 55 coulomb t 8 sekon nilai x 6 angkaian Seaah

18 x 5 q luas luas q luas pesegi panjang luas segitiga 55 (8)(5) ( )(8 )(x 5) (x 5) 5 3x 5 3x 30 x 0 Jadi, nilai x sebesa 0 ampee. 8. v 3 kω V v 50 V V,8 kv.800 V f n () V V v.800 V 50 V 36 Luas Luas t (s) f (n ) V (36 )(3 kω) (35)(3 kω) 05 kω Jadi, hambatan muka yang haus dipasang adalah 05 kω. 9. t 75 Ω T 850 C T 0 0 C α 0,0039/ C 3,9 0 3 / C 0 Δ 0 α ΔT t 0 0 α ΔT (3,9 0 3 )(850 0) (3,9 0 3 )(830 ) , , ,37 0 4,30 Ω Jadi, hambatan tembaga pada suhu 0 C adalah 4,30 Ω Ω T 0 0 C T.089 C α 0,004/ C / C Δ 0 α ΔT 0 0 α ΔT 0 0 α ΔT 60 (60)(4 0 3 )(.089 0) 60 56,56 36,56 Jadi, hambatan temomete pada saat dicelupkan ke dalam tembaga yang sedang melebu adalah 36,56 Ω. Fisika Kelas X 7

19 . Pilihan Ganda. Jawaban: c 0 Ω 60 Ω 3 0 Ω 3 Pada hambatan angkaian paalel belaku beda potensial yang sama. V V ( )(0 Ω) 3 (0 Ω) 40 V 3 (0 Ω) 3 40 V 0 Ω 3 Jadi, nilai kuat aus yang melalui hambatan 3 sebesa.. Jawaban: a ohm 4 4 ohm ohm ohm p 3 dan 7 diangkai sei s 3 7 (5 0) ohm 5 ohm 4 dan s diangkai paalel p 4 S 4 ohm 5 ohm 5 60 ohm 4 60 ohm 9 60 ohm p 60 ohm 3,5 ohm 9 dan p diangkai sei s p ( 3,5) ohm 5,5 ohm s 8 p 8 B, 6, dan 8 diangkai sei s3 6 8 (4 5 5) ohm 4 ohm s, 5, dan s3 diangkai paalel p 3 s 5 s3 5,5 ohm 0 ohm 4 ohm 40 7, 5,5 7 ohm 63,6 7 ohm 7 p3 ohm,73 ohm 63,6 Jadi, hambatan pengganti pada angkaian tesebut,73 ohm. 3. Jawaban: a 3 Ω 9 Ω V 6 V V B s (3 9) Ω Ω V 6 V Ω s s 5 s3 0,5 ampee V B tot (0,5 )(9 Ω) V B 4,5 V Jadi, beda potensial di titik B sebesa 4,5 V. 4. Jawaban: b 4 Ω Ω V 4 volt dan diangkai sei s 4 Ω 4 Ω 8 Ω 8 angkaian Seaah

20 3, 4, dan 5 diangkai sei s Ω Ω Ω 6 Ω s dan s diangkai paalel V total V s V s 4 volt V s s s 4 volt 8 Ω 3 ampee s 3 ampee V s s s 4 volt 6 Ω 4 ampee s ampee Jadi, kuat aus tebesa adalah 4 ampee melewati Jawaban: a 3 V tot 35 volt V total total total 35 5( 3 ) 7 ( ) Ω Jadi, besa hambatan tesebut adalah 9 Ω. 6. Jawaban: a 6 Ω 3 5 Ω Ω E 8 V V ab p 6 Ω p 6 Ω p s 6 Ω p 6 Ω 3 Ω 3 p 5 Ω 3 Ω 8 Ω E ( s ) 8 V (8 Ω Ω) 8 V (9 Ω) 8 V 9 Ω ab V ab 3 ( )(5 Ω) 0 V Jadi, beda potensial di titik a dan b adalah 0 volt. 7. Jawaban: d 6 Ω 4 6 Ω 3 Ω 5 3 Ω 3 5 Ω V 5 V Nilai 5 4 sehingga angkaian tesebut menggunakan angkaian jembatan Wheatstone. dan diangkai sei s 6 Ω 3 Ω 9 Ω 4 dan 5 diangkai sei s Ω 3 Ω 9 Ω s dan s diangkai paalel p p s s 9 Ω 4,5 Ω 9 Ω 9 Ω Kuat aus yang mengali V 5 volt 3,33 ampee p 4,5 Ω Jadi, kuat aus yang mengali sebesa 3,33 ampee. 8. Jawaban: b V 8 volt 3 0 Ω 4 5 Ω 5 Ω Nilai 5 3 sehingga angkaian hambatan tesebut dapat diselesaikan menggunakan angkaian delta. angkaian tesebut apabila digambakan sepeti beikut. a 3 a 3 b c 8 V 3 4 (0)(0) Ω Ω 4 Ω 5 Fisika Kelas X 9

21 b (0)(5) Ω Ω Ω c (0)(5) Ω Ω Ω b dan diangkai sei s b Ω 0 Ω Ω c dan 5 diangkai sei s c 5 Ω Ω 4 Ω s dan s diangkai paalel p s s Ω 4 Ω 3 Ω 4 Ω p 3 Ω Hambatan total ditentukan dengan meangkai p dan a secaa sei. tot s p a 3 Ω 4 Ω 7 Ω Kuat aus yang mengali melalui angkaian V 8 V tot 7 Ω 4 Jadi, kuat aus yang mengali melalui angkaian sebesa Jawaban: b 4 30 Ω Ω V B 0 volt Nilai 5 4 sehingga aus yang mengali pada 3 benilai nol. Oleh kaena itu, angkaiannya beubah menjadi sepeti beikut. dan disusun sei s 30 Ω 50 Ω 80 Ω 4 dan 5 disusun paalel s Ω 50 Ω 80 Ω s dan s diangkai paalel p p V s 40 Ω B p s 0 volt 40 Ω 3 80 Ω 80 Ω 80 Ω Jadi, kuat aus yang mengali pada angkaian besanya Jawaban: a E 3 V E V E 3 5 V 5 Ω 0 Ω ah aus dan aah loop pada angkaian sepeti beikut. E 3 5 V 4 E 3 V 5 0 Ω Bedasakan hukum Kichhoff, aus yang dihasilkan: ΣE Σ 0 ( E 3 E E ) ( ) 0 ( 5 3 ) (5 0) ,4 Jadi, kuat aus listik yang melalui angkaian adalah 0,4. 5 Ω E V 0 angkaian Seaah

22 . Jawaban: a 4 Ω 3 6 Ω 3 Ω pabila aus dan aah loop digambakan sepeti beikut. D E E E 3 E 8 V 4 Ω Ω 3 6 Ω E 8 V E 8 V 3 3 Loop E (4) 3 (6) () Loop E () 3 (6) () Masukan 3 pada pesamaan () ( 3 ) (3) Eliminasi pesamaan () dan (3) Nilai minus ( ) menunjukkan aah aus belawanan dengan aah aus yang sebenanya. Jadi, nilai adalah ampee.. Jawaban: b E 6 V E 3 V E 3 3 V Ω 4 Ω 3 6 Ω V C E 8 V B us yang mengali pada angkaian ΣE Σ 0 ( E 3 E E ) ( )( 3 ) 0 ( 3 3 6) ( 4 6) ,5 Besa tegangan antaa dan C V C ΣE Σ ( E E 3 ) ()( ) ( 3 3) (0,5)(4) Jadi, tegangan antaa titik dan C adalah volt. 3. Jawaban: c V 6 volt sei V tot 6 volt ( ) tot tot 6volt tot 3 Ω tot 3 Ω ()(3 Ω) 6 Ω Hambatan kawat jika diangkai sei menjadi 6 Ω 6 Ω Ω. sei V sei 6 volt Ω 0,5 Jadi, aus listik yang mengali menjadi 0,5. 4. Jawaban: c 3 6 Ω 4 Ω x dan y C Fisika Kelas X

23 angkaian jembatan wheatstone 6 Ω 4 Ω x 3 3 x Supaya G 0, maka: 4(3 x) 6y 4x 6y 4x 6y x 3y 6... () angkaian jembatan Wheatstone B 6 Ω 4 Ω x G y y 4 Ω 5. Jawaban: c x 800 Ω 60 cm 0,6 m (00 60) cm 40 cm 0,4 m x 0,4 (800 Ω) 0,6 533,3 Ω Jadi, nilai hambatan tesebut 533,3 Ω. B. Uaian. Hambatan yang tidak saling tehubung tidak dihitung kaena tidak ada aus yang mengali di hambatan tesebut. pengganti CEFD: s Ω Ω 4 Ω Ω Ω Ω sehingga menjadi: Ω D y y 4 y y y Supaya G 0, maka: 6 4 y 4 y 4x 4y 4 y x 4x 6y 4 y... () Pesamaan () dimasukkan ke pesamaan (). x 3y 6 6 y 4 y 3y 6 y 4 y 4y 4 y 3(y ) y 4y (4 y)(y ) 4y 4y 8 y y y y 8 0 (y 4)(y ) 0 y 4 dan y 6y x 6(4) 3 y Jadi, nilai x dan y betuut-tuut 3 Ω dan 4 Ω. B Ω D pengganti CD: 6 Ω s p 6 Ω Ω Ω Ω 3 Ω p Ω 4 Ω 3 sehingga menjadi: B 6 Ω s Ω Ω p pengganti B: s Ω p Ω Ω 4 Ω Ω 8 Ω Jadi, nilai hambatan pengganti antaa titik dan B adalah 8 Ω.. 4 Ω 8 Ω 3 Ω 4 6 Ω V 0 volt angkaian Seaah

24 a. dan V jika hambatan disusun sei b. dan V jika hambatan disusun paalel a. Hambatan disusun sei s Ω 8 Ω Ω 6 Ω 0 Ω us total V V s s ampee 3 4 Tegangan: V ( )(4 Ω) 4 volt V ( )(8 Ω) 8 volt V ( )( Ω) volt V ( )(6 Ω) 6 volt b. Hambatan disusun paalel V tot V V V 3 V 4 0 volt 3 4 V 0 V 0 8 V V ampee,5 ampee 0 ampee 3,33 ampee Loop (DCBED) E E (0,) 3 (0,5) 0 0, 0, ,6 3 0, 9, 3 0, 8 0,5 3 0, 3 0,5 3 0, 3,7 3 3,35 0,6 3 0, 9 (0,6)(,35) 0, 9 9 7,4 0, 5,9 3 (5,9,35) 8,5 us yang mengali di,, dan 3 betuuttuut 8,5, 5,9, dan,35. b. V BE E V (,35 )(0,5 Ω),85 V Beda potensial B dan E sebesa,85 V Ω 5 Ω 3 0 Ω E 4 V E V E 3 4 V a. b. V ab dan V bd a. Kuat aus yang mengali melalui angkaian dengan dimisalkan aah kuat aus belawanan dengan aah loop a E 3 E b 3. a. B C 3 3 E E 3 Loop (EBFE) E (0,5) ( 3 )(0,) 9 0,6 3 0, 9 F D E d E 3 ΣE Σ 0 E 3 E E ( 3 ) (5 5 0) , Jadi, kuat aus yang mengali 0,. b. Tegangan antaa a dan b (V ab ) V ab E 4 (0,)(5) volt Jadi, tegangan antaa a dan b adalah volt. c Fisika Kelas X 3

25 5. Tegangan antaa b dan d(v bd ). V bd E ( 3 ) 0,(5 0) 5 volt Jadi, tegangan antaa b dan d adalah 5 volt. Ω 3,5 Ω a. Dalam angkaian 5 4 sehingga dapat ditentukan menggunakan jembatan Wheatstone. Oleh kaena itu, tida ada aus pada hambatan 3 dan angkaiannya menjadi sepeti beikut. 6 Ω 0 Ω P 6 Ω Q 8 Ω Ω 4 3 Ω 5 5 Ω B 0 volt 3 P P ()(8) 8 6 ()(6) 8 6 (6)(8) 8 6 Ω 6 6 Ω Ω Ω 6 Ω 0,75 Ω Ω 48 6 Ω 3 Ω s 3,5 Ω 0,75 Ω 3,5 Ω 4 Ω s 3 Ω 3 Ω Ω 4 Ω p s s 4 Ω 4 Ω 4 Ω p Ω PQ p ( ) Ω 3 Ω E PQ 9 V 3 3 9V 3 Ω 3 Hambatan antaa P dan Q sebesa 3 Ω dan aus yang mengali Ω 0 Ω 3 Ω 4 3 Ω 5 5 Ω V 0 volt a. total b. Q 3,5 Ω s Ω s Q dan diangkai sei s 6 Ω 0 Ω 6 Ω 4 dan 5 diangkai sei s Ω 5 Ω 8 Ω Hambatan total ( tot ) dapat ditentukan dengan menggabungkan s dan s yang diangkai secaa paalel. p s s 6 Ω 8 Ω 6 Ω p 6 Ω 3 5,33 Ω Jadi, hambatan total benilai 5,33 Ω. b. Kuat aus yang mengali V 0 volt 6 p 3 0 volt( 3 6 ),875 Jadi, kuat aus yang mengali sebesa, kω : : 3 x x 3 (0 kω) 5 kω Jadi, nilai x adalah 5 kω. 4 angkaian Seaah

26 8. E V Ω 3 Ω 4 Ω 3 4 Ω dan 3 diangkai paalel p 3 4 Ω 4 Ω 4 Ω p 4 Ω Ω total p 3 Ω Ω 5 Ω ΣE Σ( total ) V Σ(5 Ω Ω) V (6 Ω) Jadi, kuat aus yang dihasilkan oleh sumbe tegangan sebesa. 9. masuk 00 m 80 m 4 40 m a. b. 3 c. 5 a. masuk 00 m 80 m 00 m 80 m 0 m b m 3 40 m 3 0 m 40 m 80 m c m 80 m 40 m 00 m 0. 5 Ω 0 Ω 0,5 Ω E V E 4 V a. b. V a. ah aus dan aah loop pada angkaian sepeti beikut. 5 Ω B E V E 4 V 0,5 Ω 0,5 Ω D 0 Ω ΣE Σ 0 ( E ( E )) ( ) 0 ( 4) (5 0 0,5 0,5) 0 6 (6) Jadi, kuat aus yang mengali ampee. b. Tegangan yang mengali pada V ( ampee)(5 Ω) 5 volt Jadi, tegangan yang mengali pada adalah 5 volt. C Fisika Kelas X 5

27 . Pilihan Ganda. Jawaban: c P 5 W V 00 V V 00 V P 5 W 00 V,5 V V P V (00 V)(00 V) 5 W 00 V,5 60 Ω 80 Ω Oleh kaena benilai 60 Ω, lampu dapat menyala nomal jika dipasang hambatan sebesa 80 Ω secaa sei tehadap.. Jawaban: b V P V P 0 0 P 40 W V 0 volt V 0 volt E jika t 5 menit 40 watt 0 watt Enegi listik yang diseap selama 5 menit: W Pt (0 watt)(300 sekon) joule Jadi, enegi yang diseap selama 5 menit sebesa joule. 3. Jawaban: e W 00 joule 0 Ω.000 m t W t 00 joule ( ) (0 Ω)t 00 joule t ( )(0 Ω ) 5 sekon Jadi, angkaian tesebut dialii aus selama 5 sekon. 4. Jawaban: b E 300 V 4 Ω tiap lampu 0,5 V paalel V tiap lampu 0 V n (jumlah lampu) E V 300 volt 0 volt tot (4 Ω) (4 Ω) tot 300 volt 0 volt (4 Ω) tot 80 volt 80 volt tot 0 ampee 4 Ω Pada angkaian paalel belaku: total Dengan demikian, jika setiap lampu 0,5, jumlah lampu yang dapat dipasang (n): n tot lampu 0 ampee 0,5 ampee 40 lampu Jadi, lampu yang dapat dipasang sebanyak 40 buah. 5. Jawaban: e V 5 volt 5 Ω m,7 kg c kal/g C 4.00 J/kg C ΔT 80 C 30 C 50 C t W Q (5 volt) 5 Ω V t mcδt t (,7 kg)(4.00 J/kg C)(50 C) (,7 kg)(4.00 J/kg C)(50 C)(5 Ω) t (5 volt) 907, sekon 5, menit 5 menit Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan ai sekita 5 menit. 6. Jawaban: c t V 0 volt t t sekon V 0 volt 6 angkaian Seaah

28 W W ; V t V t (0 volt)(t) (0 volt) t t (0 volt)( t) 0 volt t t sekon Jadi, waktu yang dipelukan untuk memanaskan ai tesebut menjadi t sekon. 7. Jawaban: b Ω 6 Ω 0,5 Ω V 6 volt W jika t 0 menit dan diangkai paalel p Ω 6 Ω 3 6 Ω p 6 Ω 3 4 Ω,5 Ω total p,5 Ω 0,5 Ω,0 Ω V tot tot tot 6 volt,0 Ω 3 ampee Tegangan yang mengali pada dan adalah V tot (3 ampee)(,5 Ω) 4,5 volt W V t (4,5 volt) 6 Ω (600 sekon).05 joule 48,4 kaloi 48 kaloi Jadi, kalo yang timbul pada hambatan dalam waktu 0 menit sebesa 48 kaloi. 8. Jawaban: e P 60 W V 0 volt P 40 W V 0 volt total P P V V P (0 volt) 60 W 40 Ω V V P (0 volt) 40 W 360 Ω dan diangkai sei s 40 Ω 360 Ω 600 Ω Jadi, hambatan totalnya 600 Ω. 9. Jawaban: b Q.500 coulomb t 5 menit 900 sekon V 40 volt P us yang mengali Q t.500 coulomb 900 sekon 5 3 ampee Daya listik ata-ata P V ( 5 ampee)(40 volt) watt Jadi, daya listik ata-ata 400 watt. 0. Jawaban: d V,5 volt t sekon W pada 6 Ω s Ω 3 Ω 4 Ω 8 Ω p 8 Ω s 8 Ω 8 Ω Fisika Kelas X 7

29 p 8 Ω p 8 Ω total 6 Ω 4 Ω 5 Ω 5 Ω V total total total total V total total,5 volt 5 Ω 0,5 ampee 4 Ω Pada 6 Ω, nilai total 0,5 ampee W t (0,5 ) (6 Ω)( s) (0,5)(6)() J 4 J Jadi, enegi yang dibebaskan sebesa 4 J. B. Uaian. P.00 W V 0 V t 8 jam/hai biaya p70,00/kwh a. b. biaya dalam sebulan (30 hai) a. P V V P (0 V).00 W Ω Ω Hambatan oven sebesa Ω. b. W P t (.00 W)(8 jam/hai)(30 hai) Wh 58 kwh Biaya (p70,00/kwh)(58 kwh) p380.60,00. 5 ampee 0 Ω t menit 60 s a. W b. P a. W t (5 ampee) (0 Ω) (60 s) joule Jadi, besa enegi listiknya joule dan daya listiknya 500 watt. 3. P 60 W V 40 volt t 5 menit 900 sekon a. W b. Q a. Enegi yang tepakai W P t (60 W)(900 s) J Jadi, enegi yang dipakai sebesa J. b. Kalo yang timbul Q W(0,4) ( joule)(0,4).960 kaloi Jadi, kalo yang timbul sebesa.960 kaloi m 5 0 t 5 menit 900 sekon Q,7 kkal.700 kal.340 joule Q W W t.340 (5 0 ) (300).340 (5 0 )(300) , Ω Jadi, hambatan elemen pemanas sebesa 5, Ω. 5. m 40 kg h m V 00 V 3,9 t 3 sekon g 9,8 m/s η η E p W 00% mgh Vt 00% (40)(9,8)() 00% (00)(3,9)(3) 33,33% Jadi, efisiensi elektomoto tesebut 33,33%. b. P W t joule 60 s 500 watt 8 angkaian Seaah

30 . Pilihan Ganda. Jawaban: a t menit 60 sekon n,5 0 q e,6 0 9 C Q n q e (,5 0 )(,6 0 9 ), coulomb Q t 80 coulomb 60 sekon 3 ampee Jadi, kuat aus yang mengali 3 ampee.. Jawaban: b V V V V volt 6 Ω Jadi, hambatan esisto tesebut 6 Ω. 3. Jawaban: d V 3 volt 4,5 volt V V 3 volt 0,0 ampee V 4,5 volt 0,0 ampee (4,5 volt)(0,0 ampee) 3 volt 0,03 30 m Jadi, besa kuat aus yang mengali adalah 30 m. 4. Jawaban: b ρ,7 0 8 Wm 50 m 0,3 mm m 5 ampee V V ρ 8 (5)(,7 0 )(50) 7 (3 0 ) 5 volt Jadi, tegangan antaa ujung-ujung kawat sebesa 5 volt. 5. Jawaban: a Kuat aus yang mengali melalui dan 3 dapat ditentukan dengan hukum Kichhoff. Kuat aus yang mengali melalui Σ masuk Σ kelua 5 7 Kuat aus yang mengali melalui 3 Σ masuk Σ kelua Jadi, kuat aus yang mengali melalui dan 3 betuut-tuut sebesa 7 dan. 6. Jawaban: c 3 Ω Ω 3 6 Ω 4 Ω 5 3 Ω tot Hambatan 3 dan 4 diangkai paalel. p Ω 3 Ω 6 Ω 3 6 Ω p 6 3Ω Ω Hambatan pengganti total s p 5 ( 3 3) Ω 0 Ω Jadi, hambatan pengganti dai angkaian tesebut adalah 0 Ω. Fisika Kelas X 9

31 7. Jawaban: b p 3 4 Ω 3 Ω 3 4 Ω Ω E V p Ω total p 3 Ω Ω 5 Ω ΣE Σ( total ) V Σ(5 Ω Ω) V (6 Ω) Jadi, kuat aus yang dihasilkan oleh sumbe tegangan sebesa. 8. Jawaban: e n sh n 0,006 Ω 5 sh 5 5 0,006 Ω 5 0,005 Ω Jadi, besa hambatan shunt yang dipelukan sebesa 0,005 Ω. 9. Jawaban: e v kω V 5 volt 5 m x Besa kuat aus pada voltmete V v 5 volt 5 m v kω us pada hambatan x x v 5 m x 5 m x 0 m Jika x dan v disusun paalel sehingga V x V v 5 volt. Oleh kaena itu, besa hambatan X: V x x x 5 volt 0 m 50 Ω Jadi, besa hambatan X sebesa 50 Ω. 0. Jawaban: d P P P V V 0 V 0 V 80 W 4 P 80 watt V 0 volt V 0 volt (80 Ω) 0 W Jadi, daya lampu menjadi 0 W.. Jawaban: a v kω.000 Ω 0,5 f 8 kω Ω V V v v (.000 Ω)(0,5 ).000 V n n 5 n f v.000 V V v Ω Ω 4 V n V v (5)(.000 V) V Batas ukunya menjadi V.. Jawaban: c ( 8 ) Ω 7 7 (0 Ω) 8,75 Ω 8 Kawat bagian petama memiliki hambatan 8,75 Ω. 30 angkaian Seaah

32 3. Jawaban: a 3 Ω,5 Ω 3 3,5 Ω E 3 V 3 dan 3 diangkai sei s 3,5 Ω 3,5 Ω 6 Ω dan s diangkai paalel sehingga: V V s E 3 V Kuat aus pada s V s s 3 V s 6 Ω 0,5 s 3 0,5 Jadi, besa aus listik yang mengali pada 3 adalah 0,5. 4. Jawaban: d T o 5 C T 305 C ΔT T T o 305 C 5 C 80 C o 00 Ω α / C 0 ( αδt ) (00)( (4 0 3 )(80)) (00)(,) (00)(,) Ω Jadi, hambatan kawat tembaga menjadi Ω. 5. Jawaban: c V 5 V P 00 W V 5 V yang ditambahkan V P (5 V) 00 W 65 V P V 00 W 00 W 6,5 Ω 5 V 4 lat dapat bekeja nomal jika aus yang mengali sama. V 5 V 4 3,5 Ω Oleh kaena 6,5 Ω dan 3,5 Ω maka haus ditambahkan hambatan sebesa 5 Ω secaa sei pada. 6. Jawaban: b E 4 V E 4 V E 3 V Ω 5 Ω 0, Ω 0, Ω 0,6 Ω 3 ah kuat aus dan aah loop dapat dilihat sesuai angkaian beikut. E 3 3 ΣE Σ 0 ( E E E 3 ) ( )( 3 ) 0 ( 4 4 ) ( 5 0, 0, 0,6) ampee 3 ampee Jadi, kuat aus yang mengali pada angkaian sebesa 3 ampee. 7. Jawaban: c E 6 V E 8 V E 3 0 V Ω 3 6 Ω Bedasakan hukum Kichhoff, aah aus dan aah loop sepeti beikut. 3 E E 3 E 3 E E Fisika Kelas X 3

33 3 Loop ΣE Σ 0 (E E ) E E : () Loop ΣE Σ 0 (E E 3 ) E E ( 3 ) : () Pesamaan () dan pesamaan (), nilai dieliminasi Jadi, kuat aus yang melalui adalah. 8. Jawaban: b J 00 /m D 0, m 0, m π (3,4)(0, m) (3,4)(0,0 m ) 3,4 0 m J (00 /m ) (3,4 0 m ) 6,8 Jadi, kuat aus yang mengali dalam kondukto itu sebesa 6,8 ampee. 9. Jawaban: e 4 Ω 6 Ω 3 6 Ω 4 3 Ω V volt 3 dan 4 diangkai paalel p Ω 3 Ω 6 Ω p 6 3Ω Ω dan p diangkai sei s p 6 Ω Ω 8 Ω s dan diangkai untuk mempeoleh hambatan total ( tot ) p s 8 Ω 4 Ω 3 4 Ω p 4 Ω 4 6 Ω us yang mengali pada angkaian V volt p 6 Ω ampee Jadi, kuat aus yang mengali pada angkaian di atas adalah ampee. 0. Jawaban: b P 5 W V V E V,8 Ω P p V V P ( volt) 5 watt 44 volt 5 watt 48 5 Ω Ω 48 Ω 48 Ω V ;,8 Ω 5 48 Ω p 48 5 Ω 6 5 Ω 3, Ω E ( ) volt (3, Ω,8 Ω) (5 Ω) volt 5 Ω, 4 ampee Jadi, aus listik yang melewati akumulato sebesa,4 ampee. 3 angkaian Seaah

34 . Jawaban: d t s W 500 J V 50 V P W 500 J t s 500 W P 500 W V (50 V).500 V 500 W 5 Ω Jadi, hambatan listik alat pemanas 5 Ω.. Jawaban: d V P P 500 watt P V 00 volt 0 Ω m a kg T 0 0 C t 7 menit 40 sekon V 0 volt c ai 4.00 J/kg C T (00 volt) 0 Ω P V V 0 V 00 V P (00)(00) volt 0 Ω (,) (500 watt), (500 watt) 605 watt W Q P t m a c a ΔT (605 watt)(40 sekon) ( kg)(4.00 J/kg C) (T 0 C) J (4.00 J/ C)(T 0 C) T 0 C J 4.00 J/ C T 0 C 60,5 C T 60,5 C 0 C 80,5 C Jadi, suhu akhi ai menjadi 80,5 C. 3. Jawaban: d P Q P Q ρ P ρ Q ukuan batang Q P Q P Q ρ P ρ Q P Q P Q πd a 4 a 4 πd a π d Ukuan batang Q adalah a 4. Jawaban: e 6 Ω Ω 3 3 Ω 4 4 Ω 5 5 Ω 6 8 Ω V,5 volt π d. V 3, 3, dan 4 diangkai sei s 3 4 Ω 3 Ω 4 Ω 8 Ω s dan 6 diangkai paalel p s 6 8 Ω 8 Ω 8 Ω p 8 Ω 4 Ω p,, dan 5 diangkai secaa sei s p 5 4 Ω 6 Ω 5 Ω 5 Ω us yang mengali dalam angkaian V,5 volt s 0,5 ampee 5 Ω s Tegangan yang mengali pada p V p p (0,5 ampee)(4 Ω) volt V p V 6 V s volt us yang mengali pada s Vs s volt ampee s 8 Ω 4 Beda potensial pada hambatan 3 Ω adalah V ( 4 )(3 Ω) 3 4 volt Jadi, beda potensial pada hambatan 3 Ω adalah 3 4 volt. Fisika Kelas X 33

35 5. Jawaban: c 5 Ω 0 Ω 3 0 Ω 4 5 Ω 5 Ω V 5 volt 3 5 sehingga hambatan total dapat ditentukan menggunakan jembatan Wheatstone. Jika menggunakan jembatan Wheatstone, aus yang mengali pada s benilai nol. dapun gamba angkaiannya sepeti beikut. dan 4 diangkai secaa sei s 4 5 Ω 5 Ω 0 Ω dan 3 diangkai secaa sei s 3 0 Ω 0 Ω 0 Ω Hambatan total pada angkaian p s s 0 Ω 0 Ω 0 Ω 0 Ω 3 0 Ω p 0 Ω 3 Kuat aus yang mengali dalam angkaian V 5 0 5( 3 ) 9,5 p Jadi, kuat aus yang mengali dalam angkaian sebesa,5. 6. Jawaban: b 5 Ω Ω,5 Ω 3 4 Ω 4 Ω 5 Ω ampee V B 3 0 Ω 4 5 Ω B 4 3 sehingga hambatan total dapat diselesaikan dengan tansfomasi delta. dapun angkaiannya sepeti beikut. a b c ()(4) 4 ()() 4 (4)() 4 Ω 0,5 Ω Ω Bedasakan pehitungan tesebut, angkaiannya menjadi sepeti beikut. 4 Ω b dan diangkai sei s b 0,5 Ω,5 Ω,0 Ω c dan 4 diangkai sei s c 4 Ω Ω Ω s dan s diangkai paalel p s p Ω s,0 Ω,0 Ω,0 Ω Hambatan total pada angkaian tot s3 p a Ω Ω Ω Tegangan B V B tot ( )( Ω) 4 volt Jadi, besa tegangan di titik B adalah 4 volt. 7. Jawaban: c n 4,5 Ω 0,5 Ω ε,5 V ε s n ε 4(,5 V) 6 volt s n 3(0,5 Ω),5 Ω Kuat aus yang melalui lampu: a Ω s εs a b c 3 4 b 0,5 Ω c Ω 6 volt,5,5 ampee Jadi, kuat aus yang melalui lampu adalah. 5,5 Ω B 34 angkaian Seaah

36 8. Jawaban: a 5 Ω E 4 V 5 Ω E V 3 0 Ω E 3 4 V V B pabila aah aus dan aah loop digambakan sepeti beikut. E V P V P watt Enegi yang dipakai W Pt (5 watt)(.800 sekon) J Jadi, enegi yang dipakai J. B. Uaian E 3 ΣE Σ 0 (E E 3 E ) ( )( 3 ) 0 (4 4 ) ( )(5 5 0) 0 6 (30) , V B E 4 (0,)(5) volt Jadi, tegangan antaa dan B sebesa volt. 9. Jawaban: b pabila digambakan aah ausnya sepeti beikut. E Bedasakan hukum Kichhoff > kaena hanya melewati sebuah lampu, sehingga uutan kuat ausnya > >. Lampu yang dilalui oleh kuat aus dengan aus tebesa akan menyala paling teang. Oleh kaena itu, ) lampu paling teang; ) lampu B lebih edup dai lampu ; 3) lampu C dan D sama teang dan paling edup dibandingkan lainnya. 30. Jawaban: c B 3 C D P 00 W V 0 V V 0 V t 30 menit.800 sekon W. J 60 /m Q 30 C t 5 sekon Q 30 C t 5 sekon 6 J J 6 60 /m 0, m Jadi, luas kondukto adalah 0, m.. 9 Ω 0, sh Untuk meningkatkan nilai maksimum ampemete dilakukan dengan menambah hambatan atau dikenal sebagai sh yang dipasang paalel dengan ampeemete. n n 0, 0 sh ( n ) 9 Ω (0 ) 9 9 Ω Ω Jadi, nilai hambatan shunt yang dipelukan adalah Ω Ω V 0 V ΔT (45 5) C 0 C m 0 kg g c ai kal/g C sh Fisika Kelas X 35

37 4. V V 0 volt 4 Ω t 5 ampee Q m c ΔT (0.000 g)( kal/g C)(0 C) 0 5 kal Kesetaaan joule dan kaloi, belaku joule 0,4 kaloi. Pada kasus ini, belaku hukum kekekalan enegi. W Q (0,4) V t Q (0,4)(0 volt)(5 ampee) t 0 5 kal (44 W) t 0 5 kal t ,89 detik 3 menit Jadi, waktu yang dipelukan kia-kia.388,89 sekon atau 3 menit., V ; Ω,9 V ; Ω C B E D () 3 45 Ω () 8 Ω 9 Ω () F Loop (8 Ω) (45 Ω) 3, V ( Ω) , , Masukkan pesamaan () 0( 3 ) 45 3, , ,... () Loop (9 Ω) (45 Ω) 3 ( Ω),9 V , ,9 Eliminasi pesamaan () dan (3): , , ,04 V B 3 3 (0,04 )(45 Ω),8 volt Jadi, V di B sebesa,8 volt. 5. peak m peak 0,5 mm m ρ peak,6 0 8 Ωm platina 0,48 m platina 0, mm 0 7 m ρ platina Ωm V volt t menit 60 s W Pada kawat peak peak ρ peak peak peak m (5 0 m ) (,6 0 8 Ωm) 7 6,4 0 Ω Pada kawat platina: platina ρ platina platina platina (0,48 m) (4 0 8 Ωm) 7 (0 m ),9 0 Ω Oleh kaena dipasang sei maka: total peak platina (6,4 0 Ω) (,9 0 Ω),56 0 Ω total V total total volt,56 0 Ω 46,875 ampee Oleh kaena angkaian sei, maka total peak platina V pada kawat platina W 0,4 ( total platina t) kaloi (0,4)(46,875) (,9 0 )(60) kaloi kaloi Jadi, panas yang timbul pada kawat platina sebesa kaloi Ω Ω 4 5 Ω V 0 volt 36 angkaian Seaah

38 a. total b. c. V D a. 4 dan 5 diangkai paalel p p 4 5 Ω Ω Ω Ω 6 Ω dan 3 diangkai sei s 3 8 Ω 4 Ω Ω dan 6 diangkai sei s 6 4 Ω 4 Ω 8 Ω s, s, dan p diangkai paalel p s s Ω 8 Ω 6 Ω Ω 9 4 Ω p 4 9 Ω Hambatan totalnya tot s p 7 4 Ω 9 4 Ω 4 Ω 36 Ω Ω 6,67 Ω Jadi, hambatan pengganti seluuh angkaian 6,67 Ω. b. V 9 4 Ω 0 volt : 60 9 Ω 9 0 volt 60 Ω 3 ampee Jadi, aus yang mengali pada angkaian sebesa 3 ampee. p c. total s 7 3 ampee V D p p ( 4 Ω)(3 ampee) 8 volt 9 Jadi, tegangan di titik D sebesa 8 volt kω 5 kω : Pada jembatan wheatstone belaku: (0 kω) (5 kω) 0 k Ω 5 kω 3 Jadi, pebandingan : adalah : P 50 watt V 5 volt,5 Ω pe mete V P (5 volt) (5 volt) 50 watt 6,5 Ω,5 Ω/m 50 watt 6,5 Ω 5 mete Jadi, panjang kawat adalah 5 mete. 9. Tegangan listik yang didistibusikan ke umah disambung secaa paalel betujuan supaya salah satu komponen listik usak, komponen yang lain masih befungsi. Selain itu, apabila diangkai secaa paalel, tegangan yang diteima setiap pealatan sama. 0. n e q e,6 0 9 C t 30 s,5 kω,5 0 3 Ω V Q n e q e (5 0 4 )(,6 0 9 C) C Q t V C 30 s ( )(,5 0 3 Ω) V 4 mv Jadi, beda potensial kawat sebesa 4 mv. Fisika Kelas X 37

39 Setelah mempelajai bab ini, peseta didik mampu:. mengevaluasi bebagai fenomena kelistikan dalam kehidupan sehai-hai;. melakukan pecobaan untuk menyelidiki konsep listik statis; 3. meneapkan konsep gaya Coulomb dan kuat medan listik dalam pemecahan masalah listik; 4. meneapkan konsep enegi potensial listik dan potensial listik; 5. meneapkan nilai muatan dan tegangan listik pada angkaian sei dan paalel kapasito. Bedasakan pengetahuan dan keteampilan yang dikuasai, siswa:. menyadai kebesaan Tuhan yang menciptakan keseimbangan sehingga memungkinkan manusia mengembangkan teknologi untuk mempemudah kehidupan;. bepeilaku ilmiah (memiliki asa ingin tahu, objektif, juju, teliti, cemat, tekun, hati-hati, betanggung jawab, tebuka, kitis, dan inovatif) dalam melakukan pecobaan, melapokan, dan bediskusi; 3. menghagai keja individu dan kelompok dalam aktivitas sehai-hai. Listik Statis Muatan Listik, Gaya Coulomb, dan Kuat Medan Listik Enegi Potensial dan Potensial Listik Kapasito Mempelajai konsep muatan listik. Mempelajai konsep gaya Coulomb. Mempelajai konsep kuat medan listik. Mempelajai enegi potensial listik. Mempelajai potensial listik. Menyelidiki hubungan antaa enegi potensial listik dengan potensial listik. Mencai tahu fenomena listik statis. Mempelajai pengelompokan kapasito. Menyelidiki nilai kapasitas kapasito. Menyelidiki keja kapasitas kapasito keping sejaja. Menyelidiki susunan kapasitas kapasito pada angkaian. Besyuku atas teciptanya listik yang bemanfaat bagi kehidupan manusia. Besikap objektif, juju, cemat, dan kitis dalam setiap kegiatan. Menghagai keja individu dan kelompok dalam setiap kegiatan. Menjelaskan konsep muatan listik. Menjelaskan konsep gaya Coulomb dan kuat medan listik. Menjelaskan konsep enegi potensial listik dan potensial listik. Menjelaskan hubungan antaa enegi potensial listik dengan potensial listik. Menjelaskan fenomena listik statis dalam kehidupan manusia. Menjelaskan pengelompokan kapasito. Menjelaskan nilai kapasitas kapasito baik disusun sei maupun paalel. 38 Listik Statis

40 . Pilihan Ganda. Jawaban: c q F k q Besanya F (gaya Coulomb) bebanding tebalik dengan besanya (kuadat jaak antapatikel). Semakin besa jaak, gayanya semakin kecil. Dengan demikian, gafik yang tepat adalah pilihan c.. Jawaban: d F BC C q q B 0 μc 0 8 C B 0 cm 0 m 4πε 0 F B B Nm /C F F kqqb B qqb 4πε B (9 0 9 Nm /C 8 8 (0 C)(0 C) ) ( 0 m) 9 6 (9 0 Nm /C )(0 C) ( 0 m ) N Jadi, gaya Coulomb kedua muatan sebesa N. 3. Jawaban: e F B F BC F CD F F C Bedasakan gamba, F B dan F BC mengapit sudut 60. Oleh kaena itu, besa F C sepeti beikut. F C B BC B BC F F F F cosα 3F F 3 F F ( ) Jadi, besa gaya Coulomb di titik C adalah F Jawaban: d 60 cm q F B k q B B q F C k q C C q 0 μc 0 5 C q B 30 μc C q C 60 μc C B 30 cm 3 0 m C 60 cm 6 0 m F ( 0 )(3 0 ) N (3 0 ) (6 0 ) N 60 N (9 0 ) ( 0 )(6 0 ) N (6 0 ) (3 0 ) N 80 N (36 0 ) Oleh kaena kedua gaya saling tegak luus, esultan gaya muatan di titik : F F 60 μc C F C F B B 0 μc 30 μc 30 cm B FC (60 N) (80 N) F 00 N Jadi, gaya yang dialami muatan adalah 00 N. F F F F cos60 Fisika Kelas X 39

41 5. Jawaban: a q 0 μc 0 5 C q B 60 μc C q C 80 μc C C 4 m B 3 m CB 5 m F pabila digambakan aah gaya antamuatan sepeti gamba beikut. C 90 μc F C F CB kqcq kqcqb C CB q qb C CB C ( x) 4 0 C x x 4 ( x ) x ( x ) x ( x) 3x x 3 4 m 0 μc F C 3 m 5 m F B B 60 μc Jadi, jaak patikel C dai adalah 3 m. 7. Jawaban: c 3 4 a q q q 3 q 4 q 4πε 0 k Nm /C F kqqb B (9 0 )( 0 )(6 0 ) (9 0 )( 0 ) 9, N kqqc F C F C N N (9 0 )( 0 )(8 0 ) (9 0 )(6 0 ) 6 0,9 N N N B C B C F F F F cosα (, N) (0,9 N) (, N)(0,9 N) cos 90 N, 44 0, 8 N,5 N Jadi, besa gaya Coulomb di titik sebesa,5 N. 6. Jawaban: b q 4 μc C q B 6 μc C q C 6 μc C C x m CB ( x) m x F C 0 F C F CB 0 F F F 3 F 4 q a q q 4 F 3 F F qq F k a qq F 3 k 3 a k qq a qq k qq k a a k qq a Jadi, muatan di setiap titik sudut mengalami gaya sebesa k qq. a 8. Jawaban: c B cm 0 m kqqb F B 40 B 9 F 3 q 3 a q B q q q B F B 40 N q B F (9 0 )( qb)( qb) ( 0 ) 40 Listik Statis

42 9 qb 4 (9 0 )( ) q 4 (40)(4 0 ) B 9 ()(9 0 ) 6 0 q B q B Jadi, besa muatan B adalah C. 0. Jawaban: b q 0 μc 0 5 C q 3 μc C q 3 4 μc C k Nm C 3 30 cm 3 0 m F ah-aah gaya yang tejadi pada muatan q digambakan sepeti beikut. 30 cm F q 3 μc 9. Jawaban: b q q q B q q C q k Nm C B BC F B dan aahnya ah gaya yang tejadi di titik B dapat digambakan sepeti beikut. F BC F B B C q q q kqbq F B B k( q)( q) ( ) kq 4 kq kqbqc F CB F B BC k( q)( q) kq F B F BC kq,5 kq kq,5 k q (aah ke kii) Jadi, gaya Coulomb di B sebesa,5 k q ke kii. q 0 μc kqq F (9 0 )( 0 )(3 0 ) (3 0 ) (9 0 )( 0 )(3 0 ) 3 N kqq3 F 3 F 3 (9 0 ) (9 0 )( 0 )(4 0 ) (3 0 ) (9 0 )( 0 )(4 0 ) 4 N (9 0 ) 3 3 F F F F cosα 3 4 (3)(4)cos cm F Jadi, esultan gaya Coulomb muatan q adalah 5 N.. Jawaban: c q 3q a kq E a q q 3 4 μc Fisika Kelas X 4

43 ah kuat medan listik di titik : q 3q q E E E kq kq kq a kq a k(3 q) a kq a kq k(3 q q) a a q 3q q q q 3q q Jadi, besa q adalah q. Tanda negatif menunjukkan bahwa muatan q bemuatan positif.. Jawaban: b q 9 μc q B 4 μc B 5 cm (dai pusat bola) E 0 Nilai E 0 jika E E B, yang kemungkinan beada di kanan B atau di kii. Medan listik di antaa dan B tidak mungkin nol kaena E seaah E B. Oleh kaena q B < q maka B < sehingga kemungkinan E 0 teletak di kanan B. E E B q k q k B B 9 4 (5 x ) x 3 5 x a x 3 5 x x 3x (5 x) 3x 50 x 3x x 50 x 50 Jadi, nilai E 0 saat jaak 45 cm dai kulit bola B ke aah kanan. 3. Jawaban: d q 0 μc q B 45 μc B 5 cm C di antaa B; E C 0 E a C B x cm E 0 saat E E B E E B q k 0 x 4 x q k B B 45 (5 x ) 9 (5 x ) x 3 5 x (5 x) 3x 30 x 3x 5x 30 x 6 Jadi, titik C beada di 6 cm dai. 4. Jawaban: e q C q 0 6 C mete P 60 cm 0,6 m E P ah dai kuat medan listik dai titik P dapat digambakan sepeti beikut. E 5 cm P 9 6 kq (9 0 )(5 0 ) E,5 0 5 N/C (0,6) P E P 60 cm 40 cm q q 9 6 kq (9 0 )( 0 ) E,5 0 5 N/C (0,4) E P E E,5 0 5 N/C,5 0 5 N/C, N/C Jadi, kuat medan listik di titik P adalah, N/C. 5. Jawaban: a q 40 μc q 0 μc 30 cm 4 Listik Statis

44 q 40 μc E x 0 E E 0 kq x 0 μc (30 x) 30 x kq x 40 μc x x x (30 x) x 60 x 3x 60 x 0 cm x 0, m Jadi, letak titik yang kuat medannya nol adalah 0, m di kanan q. 6. Jawaban: c E 30 cm X q 400 μc C q C 300 μc C 6 cm 6 0 m E D ah kuat medan listik di titik D dapat dilihat sesuai gamba beikut. E x (30 x) q 0 μc ,5 0 ( 75 0 ) 6 8,5 0 9,0 0 8 N/C Jadi, kuat medan di titik D adalah 9,0 0 8 N/C. 7. Jawaban: c E B E D k q kq a a E E E B D E E a E E q D C kq a ga medan listik di sama dengan nol maka medan listik yang disebabkan muatan di C haus belawanan aah dengan E. Jadi, muatan di C haus negatif. Besa muatan di C dapat dihitung sebagai beikut. C a a a a E E C q k a k q ( a ) C E B E E D a B q B q a q C a q C q D E B kqb E B kqc E C E D E C 9 4 (9 0 )(4 0 ) (6 0 ) N/C N/C (9 0 )(3 0 ) (6 0 ) , ,5 0 8 N/C B C B C 5 E E E F cosα C (0 0 ) (7,5 0 ) (0 0 )(7,5 0 ) cos 0 Jadi, muatan di C q. 8. Jawaban: b Pada bola kondukto, muatan listiknya tedistibusi meata pada pemukaan bola. Sesuai hukum Gauss: Untuk < (di dalam bola) E 0 Untuk (pada pemukaan dan di lua bola) a E k E Jika besa E kecil Jadi, gafik yang cocok adalah pilihan b. 9. Jawaban: d p 5 cm 5 0 m 4 cm 4 0 m q,77 μc, C ε 0 8,85 0 C /Nm E Fisika Kelas X 43

45 p (5 0 m)(4 0 m) m apat muatan (σ): σ q 6, 77 0 C 8, σ E ε m 4 8,85 0 8, Jadi, kuat medan di antaa dua keping kondukto adalah 0 8 N/C. 0. Jawaban: e cm 0 m B 9 cm 9 0 m C 3 cm 3 0 m E B E q q B q C E C Pesamaan kuat medan listik sebagai beikut. kq E pabila nilai k dan q benilai konstan, kuat medan listik (E) bebanding tebalik dengan kuadat jaak ( ). Oleh kaena itu, besa kuat medan lsitik di titik C adalah: EC E B B C E C E 9cm 3cm 3 3 (30 cm) (40 cm) 900 cm.600 cm.500 cm 50 cm 0,5 m qq F 3 k 3 3 ( ( 0 )(6 0 ) ) (0,5) 0,43 N qq F k ( ( 0 )(3 0 ) ) (0,3) 0,6 N F 3x F 3 cos 30 (0,43 N)(cos 30 ) 0,374 N F 3y F 3 sin 30 (0,43 N)(sin 30 ) 0,6 N F x F 3x 0,374 N F y F F 3y (0,6 0,6) N 0,384 N F F x Fy N N E C E (3) E C 9E Jadi, kuat medan di titik C adalah 9E. B. Uaian. q μc 0 6 C q 3 μc C q 3 6 μc C 30 cm 0,3 m 3 40 cm 0,4 m F F 3y F F 3x F 3 3 (0,374 N) (0,384 N) 0,536 N Jadi, gaya total di muatan q kia-kia 0,536 N.. 0,53 Å 0, m 5,3 0 m q e,6 0 9 C q i,6 0 9 C m e 9, 0 3 kg a. F b. v a. qq F k e i (,6 0 )(,6 0 ) (5,3 0 ) ,56 0 N 8,09 0 8,0 0 8 N Listik Statis

46 b. F m a sp 8,0 0 8 (9, 0 3 ) 8,0 0 9, , v 5,3 0 v 5,3 0 v (9,03 0 )(5,3 0 ) v 4, v, Jadi, kecepatan elekton tesebut, m/s. 3. q B C q C C BC C m BC 45 a. E b. F a. Kuat medan listik di titik (E ) B v kqb E B B 9 5 (9 0 Nm /C )(40 0 C) ( m) N/C kqc E C C 9 5 (9 0 Nm /C )(50 0 C) (m) N/C E E E E E cosα B C B C (8 0 ) (45 0 ) (8 0 )(45 0 ) cos (8 0 ) (45 0 ) (8 0 )(45 0 ) ( 0,707) 3,04 0 3, N/C Jadi, kuat medan di titik sebesa 3, N/C. b. Gaya yang bekeja pada muatan di titik E m F q C m m E C 45 F E q (3, N/C)(0 0 5 C) 964 N Jadi, gaya Coulomb di titik sebesa 964 N. E B 4. q 0 9 C q B C q C C q D C q E 0 9 C BC B m F E ah gaya Coulomb di titik E sepeti gamba beikut. F ED F E F EB F EC F F q D q kq q E D ED (9 0 )( 0 )(3 0 ) ( ) N kq q E E (9 0 )( 0 )( 0 ) ( ) N kq q E B EB (9 0 )( 0 )(4 0 ) ( ) N kq q E C EC (9 0 )( 0 )(6 0 ) ( ) N F EB F ED ( ) N F EC F E ( ) N F E F F F EB q E F E m FEC F ED q C m q B 9 9 (36 0 ) (9 0 ) , 0 9 N Jadi, gaya Coulomb yang bekeja di titik E adalah 37, 0 9 N. Fisika Kelas X 45

47 5. q 6 μc C q 9 μc C 8 cm 8 0 m a. F udaa b. F bahan qq a. F udaa 4πε 0 kqq (9 0 )(6 0 )(9 0 ) (8 0 ) ,5 0 7 N Jadi, besa gaya Coulomb antaa kedua benda apabila beada di udaa adalah,5 0 7 N. a. F bahan ε F bahan 4 (,5 07 N) 0, N 3, N Jadi, gaya Coulomb antaa kedua benda apabila beada di dalam bahan dengan pemitivitas elatif 4 adalah 3, N. 6. q 40 μc C q B 30 μc C q C 60 μc C q D 80 μc C B BC CD D 0 cm 0 m E pusat D E C E D E B P E C BD (0 cm) (0 cm) B C 00 cm 00 cm 00 cm 0 cm 0 0 m P PC BP PD C q E k P q E C k C PC q E B k B BP q E D k D PD 5 cm 5 0 m 5 (9 0 9 (4 0 ) ) (5 0 ) 5 3, N/C 7, 0 7 N/C 5 (9 0 9 (6 0 C) ) (5 0 ) 5 5, N/C, N/C 5 (9 0 9 (3 0 ) ) (5 0 ) 5, N/C 5,4 0 7 N/C 5 (9 0 9 (8 0 C) ) (5 0 ) 5 7, N/C, N/C N/C N/C N/C N/C E C E C E (, , 0 7 ) N/C 3,6 0 7 N/C E BC E B E D (5,4 0 7, ) N/C E pusat E E C, N/C BD 7 8 (3,6 0 N/C) (,98 0 N/C) 6 4,05 0 N /C,0 0 8 N/C Jadi, medan listik di pusat pesegi sekita,0 0 8 N/C. 7. cm, 0 m q 3,6 μc 3,6 0 6 C q 0, mc 0 4 C 3 cm 3 0 m a. τ b. F a. σ q 6 q 4π 3,6 0 C 4 π(, 0 ) τ, C/m Jadi, apat muatan luas bola kondukto sebesa, C/m. 46 Listik Statis

48 b. Medan listik pada jaak 3 cm dai pemukaan bola dapat dicai dengan umus: q E k dengan bola 3 cm ( 3) cm 5 cm,5 0 m q E k (3,6 0 C) (,5 0 ) (3,6 0 ) 6 (,5 0 ) E, N/C Gaya yang dialami muatan q menjadi: F q E (0 4 C)(, N/C) 44 N Jadi, gaya yang dialami oleh muatan 44 N. 8. q 48 μc C q B 3 μc C k Nm /C 4 cm 4 0 m E C ah kuat medan listik di titik C sepeti beikut. E kq 9 6 (9 0 )(48 0 ) (4 0 ) 9 6 (9 0 )(48 0 ) kqb E B 9 6 (9 0 )(3 0 ) (4 0 ) 9 6 (9 0 )(3 0 ) N/C N/C E C E E E E cos 0 C E B B (7 0 ) (8 0 ) (7 0 )(8 0 )( ) ,8 0 7 N/C Kuat medan di titik C sekita 3,8 0 7 N/C. 9. m 4 m B 3 m B EB E 90 N/C a. E pemukaan b. F B jika q B 500 μc a. Kuat medan listik pada bola kondukto dituliskan dengan pesamaan: E kq Kuat medan di pemukaan bola kondukto: E C E C 90 N/C m EC 4m 90 N/C EC 6 E C.440 N/C Jadi, kuat medan listik di pemukaan bola kondukto adalah.440 N/C. b. Kuat medan listik di titik B E B E B 90 N/C 3m E 4m C 90 N/C E E B C N/C Gaya Coulomb di titik B: F B E B q (60 N/C)(5 0 4 C) N 8 0 N Jadi, gaya Coulomb di titik B adalah 8 0 N m X m X X (4 ) m 3 m E X 0 q : q Bedasakan soal, apabila digambakan sepeti beikut. m 3 m q E X E q 4 m E 0 E E 0 E E kq X q q q : q : 9 kq X X m X 3m 9 Jadi, pebandingan antaa q dan q adalah : 9. Fisika Kelas X 47

49 . Pilihan Ganda. Pehatikan fakto-fakto beikut! ) Besa muatan yang dipindahkan. ) Lintasan yang dilalui. 3) Beda potensial listik antaa kedua tempat pemindahan muatan. 4) Jaak kedua tempat secaa poposional. Usaha yang haus dilakukan untuk memindahkan muatan listik dai satu tempat ke tempat lain dalam suatu medan listik begantung pada fakto nomo.... a. ), ), 3), dan 4) d. ) dan 4) b. ), ), dan 3) e. 4) c. ) dan 3) Jawaban: c Usaha untuk memindahkan muatan listik dalam medan listik adalah W q(δv). Beati, usaha begantung pada besa muatan (q) dan beda potensial listik tetapi tidak tegantung pada lintasan maupun jaak.. Jawaban: c Pada bola kondukto beongga belaku sepeti beikut. ) Besa potensial listik di pemukaan ( ) dan di dalam bola kondukto ( < ) diumuskan sebagai beikut. q V 4πε0 k q ) Besa potensial listik di lua bola kondukto ( > ) dituliskan sebagai beikut. q V k q 4πε0 Bedasakan penyataan tesebut, nilai potensial listik di dalam bola sama dengan potensial listik di pemukaan bola. 3. Jawaban: a kqq E p q C q 5 μc C 0, m E p (9 0 )( 5 0 )(5 0 ) 0,5 0 3 Jadi, peubahan enegi potensial yang timbul adalah,5 0 3 joule. 4. Jawaban: d 3,0 0 4 m E p 8 joule q C kqq E p 8 q q (9 0 )( 6 0 ) q 3, (8)(3,0 0 ) (9 0 )( 6 0 ) C μc Jadi, muatan sumbe adalah μc. 5. Jawaban: b q 00 mc 0, C q 800 mc 0,8 C q mc 0,6 C q 960 mc 0,96 C 80 cm 0,8 m 0 cm, m 0 cm, m 3 E p E p k q ( (9 0 9 )(0,96)( q q q 3 3 ) 0, 0,8 0,8, 0,6, ) J (9 0 9 )( 0,4 0,64 0,48) J (9 0 9 )( 0,08) J 7, 0 8 J Jadi, enegi potensial listik di muatan 960 mc sebesa 7, 0 8 J. 6. Jawaban: d q C q C q C 3 0 cm 0 m 0 cm 0 m k Nm /C V B 48 Listik Statis

50 V B V V V 3 kq kq q k( q (9 0 9 )( kq 3 3 q ) (9 0 9 )( ) Jadi, potensial listik di titik B adalah volt. 7. Jawaban: b ΔV 00 V m,6 0 7 kg q,6 0 9 C v B 0 m/s v ΔE m ΔE mb E p E k E pb E kb qv mv qv B mv B mv mv B qv B qv m(v v B ) q(v B V ) (,6 0 7 )(v 0) (,6 0 9 )(00) 0,8 0 7 v 3, v 3, 0 0,8 0 v v 0 5 Jadi, kecepatan poton saat menumbuk pelat adalah 0 5 m/s. 8. Jawaban: a ) ah gaya listik aah kecepatan lintasan linea; ) bena. ) E p listik E k sehingga qv mv atau V qv m ; ) dan 3) bena 3) a F m qe m a qv md m/s ; 4) bena Jadi, pilihan yang bena adalah a. 8 ) 9. Jawaban: b E P E P3 E P3 kq q 3 3 k q 3 ( q q 5 μc C q μc 0 6 C q 3 4 μc C 3 4 m 3 m 3 5 m E p di P kq q 3 3 q 3 3 ) 5 0 (9 0 9 )(4 0 6 )( ) 4 5 (9 0 9 )(4 0 6 )(, ,4 0 6 ) ( )(0, ) 3,06 0 joule Jadi, enegi potensial di titik P adalah 3,06 0 joule. 0. Jawaban: b 6 V 40 V d 4 cm 4 0 m d c cm 0 m 0 V BC E V d 40 volt 4 0 m V/m Beda potensial antaa titik C dan B (V BC ) V BC Ed (6.000 V/m)( 0 m) 0 volt Jadi, nilai beda potensial antaa titik C dan B (V BC ) adalah 0 volt.. Jawaban: d E 65 N/C V k q (9 0 9 ) V E q C k Nm /C V ,64 0,8 m ( 0 C) volt Fisika Kelas X 49

51 V E (65 N/C)(0,8 m) 500 V Jadi, potensial listik di titik tesebut benilai 500 V.. Jawaban: c q μc q 3 μc q 3 μc q 4 μc , m V pusat buju sangka Bedasakan penjelasan dalam soal, apabila digambakan letak keempat muatan tesebut sebagai beikut. q 0 (0,) (0,) 0, m Jaak tiap-tiap muatan ke pusat buju sangka adalah: p 0, m) 0, m Potensial listik di pusat buju sangka adalah: V V V V 3 V 4 kq kq P P k P 4πε kq 3 P (q q q 3 q 4 ) 0P 0 kq 4 P (q q q 3 q 4 ) ( 3 ( ) ) 4 πε (0, ) 4πε 0, 0 0 4πε πε () 0 0 4πε 0 P q 4 q q 3 Jadi, potensial listik di tengah buju sangka adalah 0 μv. 4πε 0 3. Jawaban: a q 3 μc C q μc 0 6 C q 3 8 μc C q P 0, μc 0, 0 6 C 3 cm 3 0 m E p di P E p E p E p E p3 kqqp kqp kqqp (q q q 3 ) 9 6 (9 0 )( 0, 0 ) 3 0 3, 8 0 (3 μc) 3 0 3, (3 0 6 ) kq3qp ( 3 μc μc 8 μc),8 0 Jadi, enegi potensial di titik P adalah,8 0 joule. 4. Jawaban: d 9 cm 9 0 m cm 0 m q 8 C V 8 V k q (9 09 ) 9 0 volt 8 0 volt Pada bola kondukto, potensial listik di semua titik benilai sama, yaitu 8 0 volt. 5. Jawaban: a q 5 μc C q B μc 0 6 C q C 0, μc 0 5 C C BC 0 cm 0, m 6 cm 6 0 m W q P q Listik Statis

52 Potensial di titik C adalah: V C k( q q B (9 0 9 )( ) volt Potensial di titik C adalah: V C k( q q B C BC (9 0 9 )( ) 5 0 0, , volt W q C (V C V C ) ( 0, 0 6 )( ( )) 0,036 J Jadi, usaha yang dipelukan untuk memindahkan muatan C ke tengah-tengah muatan dan B adalah 0,036 J. B. Uaian. v K 0 V K 300 volt m e 9, 0 3 kg q e,6 0 9 C v a Misalnya V a dan V k adalah potensial listik di anode dan di katode. V a V k 300 volt (E k E p ) awal (E k E p ) akhi m vk q (V k ) m va q V a q V k m v a q V a m v a q (V k V a ) v a q m (Vk V a ) 9 (,6 0 C) 3 ( 300 V) 9, 0 kg, m /s 4 v a,05 0, m/s Jadi, kecepatan elekton saat tiba di anode kiakia, m/s.. v 0 5 m/s d cm 0 m m p,6 0 7 kg q,6 0 9 C V B ) ) Menuut hukum kekekalan enegi mekanik, peubahan enegi potensial sama dengan peubahan enegi kinetik sehingga; ΔE p ΔE k qv B mv (,6 0 9 ) V B (,6 0 7 )( 0 5 ) (,6 0 9 ) V B (8 0 8 )(4 0 0 ) (,6 0 9 ) V B (3 0 8 ) V B 8 (3 0 ) 9 (,6 0 ) 00 Jadi, beda potensial listik di kedua keping sejaja itu sebesa 00 volt. 3. m 3,5 0 5 kg q 3,3 0 7 C d cm 0,0 m g 9,8 m/s V ga setimbang: m g q E E mg 5 (3,5 0 kg)(9,8 m/s ) q 7, N/C (3,3 0 C) V E d (, N/C)( 0 m), volt Jadi, beda potensial listik di kedua keping aga kedua patikel setimbang adalah, V. 4. q μc 0 6 C 0 cm 0 0 m a. V ( 0 cm) b. V ( 30 cm) a. 0 cm ( <, di dalam bola) sehingga: V k q ; jai-jai bola (9 0 9 ) ,5 0 4 volt Jadi, potensial listik pada jaak 0 cm dai pusat bola sebesa 4,5 0 4 volt b. 30 cm ( >, di lua bola) sehingga: V k q ( ) volt Jadi, potensial listik pada jaak 30 cm dai pusat bola sebesa volt. Fisika Kelas X 5

53 5. q 0 C cm 0 m q 4 μc C a. E p b. ΔE p jika x 8 cm a. Enegi potensial E p kqq 9 6 (9 0 )(4 0 )( 0 ) joule Jadi, besa enegi potensial pada kedudukan tesebut joule. b. Peubahan enegi potensial (ΔE p ) 8 cm cm 8 cm 0 cm 0 m ΔE p kqq ( ) (9 0 9 )(4 0 6 )( 0 ) ( 0 0 0,4 0 7 joule Jadi, besa peubahan enegi potensial adalah,4 0 7 joule. 6. q 6 μc C q μc 0 6 C p 6 m p 6 m a. V b. V B Bedasakan soal, apabila dibuat dalam bentuk gamba sepeti beikut. a. Potensial listik di titik m V k( q C 0 cm 0 cm C cm q (9 0 9 )( ) ) (9 0 9 )( ),7 0 volt B ) Jadi, potensial listik di titik adalah,7 0 volt. b. Potensial listik di titik B di pusat koodinat B B 6 m V B k( q B (9 0 9 )( q ) B (9 0 9 )( ) (9 0 9 )(3 0 6 ) volt Jadi, potensial listik di titik B adalah volt. 7. q B 00 μc 0 4 C q C 300 μc C BP m CP 3 m P 4 m q V P V V B V C 4,5 0 5 q k q k B q k C 4,5 0 5 k( P q P qb BP q BP 4,5 0 5 (9 0 9 )( 4 CP qc ) CP 0 4 4,5 0 5 (9 0 9 q )( ) 4 4,5 0 5 (9 0 9 q )( ) 4 q 0 4 C ) Jadi, muatan benda di titik adalah 0 4 C. 8. q 0 μc 0 5 C q 40 μc C 6 cm 6 0 m q 3 0,3 μc 0,3 0 6 C E p C q q 3 q 3 cm 3 cm E pc E p3 E p3 kq 3 ( q C q C (9 0 9 )(0,3 0 6 )( (,7 0 3 )( ) ) ,5 joule Jadi, enegi potensial di titik C adalah 4,5 joule. 5 4 ) ) 5 Listik Statis

54 9. m q μc 0 6 C q 4 μc C q 3 6 μc C q 4 8 μc C a. V Z b. W q 4 a. Potensial listik di titik pepotongan diagonal q V Z k( Z q Z (9 0 9 )( m m m m Z m q q m q 3 Z 0 6 q 3 6 q Z 6 ) 4 0 ) 6 5,74 volt Jadi, potensial di titik pepotongan diagonal pesegi adalah 5,74 volt. b. Usaha untuk memindahkan muatan 0 9 C ke titik pepotongan diagonal W q V Z ( 0 9 )(5,74) 5, joule Jadi, usaha yang dipelukan sebesa 5, joule. 0. ΔV.000 V m 9, 0 3 kg q,6 0 9 C v ΔE k ΔE p m(v v ) qδv (9, 0 3 )(v 0) (,6 0 9 )(.000) v 6 (,6 0 ) 3 9, 0 v 0, v 3,5 0, Jadi, kecepatan pegeakan elekton adalah, m/s.. Pilihan Ganda. Jawaban: c C ε ε 0 d C ε ε0 d ε Dicai fakto pengali. d ) Teflon ε d 0,4 5 ) Kuasa ε d 3 0,8 3,75 3) Gelas ε d 4, 0 4 4) Mika ε d 5, 4,67 ε 5) Poselin d 6, 3 4,6 Jadi, kapasitas tebesa akan didapat dengan menggunakan lembaan teflon.. Jawaban: c s C 8 μf C 3 μf C 3 6 μf C 4 7 μf C 5 8 μf V 6 V q C dan C 3 disusun sei. C C C3 3 μf 6 μf 3 6 μf 6 μf Fisika Kelas X 53

55 C s μf C s dan C 4 disusun paalel C p C s C 4 μf 7 μf 9 μf C, C p, dan C 5 diangkai secaa sei C C C p Cs s 8 μf 8 μf 4 8 μf 9 μf C s 8 μf 4,5 μf 4 C s C tot 4,5 μf 8 μf Muatan total pada angkaian Q tot C tot V (4,5 μf)(6 V) 7 μc Q tot Q Q p Q 5 7 μc Jadi, muatan listik pada kapasito C adalah 7 μc. 3. Jawaban: b Kapasitas kapasito dapat diselesaikan melalui pesamaan kε0 C d Besa tiap-tiap kapasitas kapasito sebagai beikut. ε0k kε0 C d d ε0k ( k) ε0 ( ) kε0 C d 8 d ε C 3 C 4 k d3 ε k d4 ( d) ε0 ( k )( ) d kε0 d ε0 (3 k)( ) 3 kε0 d d ε0k55 ε0 (4 C 5 k )( ) kε0 4 d5 d d Jadi, bedasakan pehitungan di atas kapasitas tebesa adalah C. 4. Jawaban: e C C C d d ε,5 d d d ε d C C ε 0 C ε ε 0 (,5)ε 0 5,0 0 5,0C Jadi, kapasitas kapasito menjadi 5,0C. 5. Jawaban: e pabila kapasito diangkai sei dan dihubungkan dengan sumbe tegangan, besa muatan tiap-tiap kapasito benilai sama. Jadi, pebandingan muatan kapasito μf tehadap 3 μf adalah :. 6. Jawaban: a C μf C 3 μf C 3 6 μf V 6 V V C dan C 3 diangkai sei. C s C C C3 μf 3 6 μf 6 6 μf 3 μf 6 μf C s μf Muatan total (q tot ) pada angkaian q tot V C s (6 V)( μf) 6 μc q tot q q q 3 6 μc Jadi, tegangan pada kapasito 3 μf adalah 6 μc. 7. Jawaban: a C u C ε 0 d C p ε ε 0 d C p ε C u C u μf C p 8 μf ε 54 Listik Statis

56 ε C p C 8 μ F u μf 4 Jadi, konstanta dielektik poselin sebesa Jawaban: a C C C 3 C 4 C 5 0 μf V V C total, V BC C dan C diangkai paalel. C p C C 0 μf 0 μf 0 μf C 4 dan C 5 diangkai paalel. C p C 4 C 5 0 μf 0 μf 0 μf C p, C, p dan C diangkai sei. 3 C C C C s p 0 μf 0 μf 4 0 μf p 0 μf 3 0 μf C s 0 μf 5 μf 4 Muatan total q total C tot V (5 μf)( V) 60 μc q tot q P q P q BC 60 μc q C V BC 3 60 μ F 0 μf 6 V Jadi, kapasitas kapasito dan beda potensial BC adalah 5 μf dan 6 V. 9. Jawaban: a C C C 3 C 4 5 μf V B 300 volt W C, C 3, dan C 4 diangkai sei. C s C C 3 C4 5 μf 3 5 μf 5 μf 5 μf C s 5 3 μf C 5 dan C diangkai paalel. C tot C t C 5 C 5 μf 5 μf μf F Enegi kapasito: W C V ( )(300 V) ( )(9 0 4 ) joule 30 0 joule 0,3 joule Jadi, enegi yang tesimpan sebesa 0,3 joule. 0. Jawaban: b C μf 0 6 F C 8 μf F V 0 volt V C p C C ( ) F 0 5 F q q q tot C V C V C P V ( 0 6 )(0) (8 0 6 )(0) (0 5 ) V (0 5 )V V V 4 volt Jadi, tegangan kedua kapasito menjadi 4 volt.. Jawaban: e C 50 μf C 0 μf C 3 C 4 5 μf V 5 V V C, C 3, dan C 4 diangkai paalel. C p C C 3 C 4 (0 5 5) μf 50 μf 5 5 Fisika Kelas X 55

57 C dan C p diangkai sei. C s C Cp 50 μf 50 μf 50 μf C s 50 μf 5 μf Muatan total pada angkaian: q tot C s V (5 μf)(5 V) 65 μc q tot q q p 65 μc Besa tegangan pada angkaian paalel: V p q C 65 μ C 50 μc p p,5 volt V p V V 3 V 4,5 volt Jadi, beda potensial kapasito 0 μf adalah,5 volt.. Jawaban: d V gab C μf 0 6 F C 4 μf F V 5 volt V 30 volt V gab q q C C VC V C C C 6 6 (5)( 0 ) (30)(4 0 ) 6 6 ( 0 ) (4 0 ) volt 6 6 Jadi, besa potensial gabungannya adalah 5 volt. 3. Jawaban: b W C p C 3 C 4 ( 4) μf 6 μf C tot V volt C C 3 μf 0 6 F C 3 μf F C 4 4 μf F C C p C μf 6μF 3μF 3 6μF 6 6μF C tot μf 0 6 F W C tot V (0 6 F)( V),4 0 4 Jadi, enegi yang tesimpan dalam sistem sebesa,4 0 4 J. 4. Jawaban: c n buah kapasito disusun sei. C s n C C s C n C s Cn / nc n C nc C s n nc nc n Jadi, kapasitas angkaian 5. Jawaban: b C 0 μf C 40 μf V volt a. C s b. Q, Q c. V, V C s C C 0 μf 4 40 μf C 5 s 40 μf 40 μf C s 40 μf 8 μf 5 Muatan total: Q tot C s V (8 μf)( volt) 96 μc Q tot Q Q 96 μc Tegangan tiap-tiap kapasito: V Q C 96 μ C 0 μf 9,6 volt nc ( n ). 56 Listik Statis

58 V Q C 96 μ C 40 μf,4 volt Jadi, penyataan yang tepat adalah muatan tiaptiap kapasito 96 μc. B. Uaian. 0 cm 0 3 m d 3 mm m V V ε 6 a. C b. Q c. W a. C ε ε 0 d 6(8, ) 3 0,77 0 F b. q CV (,77 0 )() C,4 0 0 C c. W CV (,77 0 )() J 74,4 0 0 J, J Jadi, nilai kapasitansinya C,77 0 F, nilai muatannya Q,4 0 0 C, dan nilai eneginya W, J.. C 3 μf F C μf 0 6 F C 3 4 μf F V 4 volt a. C tot b. q tot c. q tiap kapasito d. V tiap kapasito a. 3 C s C C C 3 3μF μf 4μF 4 3 μf 8 μf C 8μF,5 μf,5 0 6 F b. Muatan total pada kapasito q tot C tot V (,5 0 6 )(4) 3,6 0 5 C c. Pada angkaian sei belaku: q q q 3 q tot 3,6 0 5 C d. Tegangan pada masing-masing kapasito dapat dicai dengan q V C 5 3, volt q V C 5 3, volt q V 3 C 5 3, volt 3. C 30 μf C C 4 0 μf C 3 50 μf C 5 5 μf V 80 V W 4 C p C C C 3 ( ) μf 00 μf q p q 4 q 5 q p q 4 V p C p V 4 C 4 V p (00 μf) V 4 (0 μf) V p 0,V 4 q 5 q 4 C 5 V 5 C 4 V 4 (5 μf)v 5 (0 μf)v 4 V 5 0,8V 4 V V p V 4 V 5 80 V 0,V 4 V 4 0,8V 4 80 V V 4 V 4 40 V W 4 C 4 V 4 (0 μf)(40 V) ( 0 5 F)(.600 V ),6 0 J Jadi, enegi yang tesimpan dalam C 4 sebesa,6 0 J. 4. q 0 μf 0 5 C V 00 volt a. C b. W Fisika Kelas X 57

59 a. q C V maka C q V 5 0 C F 0, μf b. W CV (0 7 )(00) (0 3 ) joule Jadi, kapasitansinya sebesa 0, μf dan enegi yang tesimpan sebesa J cm 0,5 m d 0,5 cm m V 0 0 kv ε 5 a. C 0 dan C b b. V c. q d. E a. Kapasitas kapasito sebelum disisipi bahan C 0 ε 0 d (8, ) , F Kapasitas kapasito setelah disisipi bahan C ε C 0 (5)(8, F) 4, F Jadi, kapasitas kapasito sebelum dan sesudah disisipi bahan betuut-tuut 8, F dan 4, F. b. Beda potensial sesudah disisipkan bahan dielektik (V) V 0 V ε volt Jadi, beda potensial kapasito sesudah disisipkan bahan dielektik adalah.000 volt. c. Muatan kapasito setelah disisipkan bahan dielektik (q). q CV (4, )( 0 3 ) 8, C 8,85 μc Jadi, muatan kapasito setelah disisipkan bahan dielektik adalah 8,85 μc. d. Kuat medan dalam kapasito E V d V/m Jadi, kuat medan dalam kapasito setelah disisipkan bahan dielektik adalah V/m. 6. C 3 F C 6 F C 3 9 F V 0 volt V C dan C diangkai paalel C p C C 3 F 6 F 9 F C p dan C 3 diangkai sei Cs C p C3 C s C s 9 4,5 F Muatan total angkaian: q C s V (4,5 F)(0 V) 990 coulomb q q p q coulomb Tegangan pada C p : V p q C p p 990 C 9 F 0 volt V p V V 0 volt Jadi, tegangan C adalah 0 volt cm 4 0 m d mm 0 3 m V 6 V a. C b. E c. q a. Kapasitas kapasito ε0 C d (8,85 0 ) , F 77 pf Jadi, kapasitas kapasito adalah 77 pf. b. V E d E V d N/C 58 Listik Statis

60 Jadi, kuat medan listik dalam kapasito adalah N/C. c. Muatan kapasito C q V q CV (, )(6), C Jadi, muatan kapasito adalah, C. 8. C μf 0 6 F C μf 0 6 F C 3 6 μf F C 4 9 μf F C 5 4 μf F C 6 5 μf F V 50 volt W C, C, dan C 3 diangkai paalel C p C C C 3 ( 6) 0 6 F F C 5 dan C 6 diangkai paalel C p C 5 C 6 (4 5) 0 6 F F C, C, dan C 4 diangkai sei C C C s C s C s p p μF 9 μ F 3 3 μf F C tot F W CV C (3 0 6 )(50) 4 9. d d d C C k ε 0 d k ε 0 d C total k ε 0 d kε0 d k ε d k ε d 0 0 Jika dimisalkan C 0, kapasitas kapasito total adalah C s C s C C kc 0 kc0 C k k kk 0 k k C 0 Jadi, kapasitas totalnya 0. C 0 μf C 5 μf Q 0 μc Q 5 μf V Q Q C C V gab 0 μ C 5 μc 0 μ F 5 μf 5 μ C 5 μf k k k k C 0. volt Jadi, beda potensial kapasito pengganti sebesa volt. (3 0 6 )(.500) J 3, J Jadi, enegi pada angkaian sebesa 3, J. Fisika Kelas X 59

61 . Pilihan Ganda. Jawaban: b qq F k maka F dan F Q (q q) F k qq 4(k ) 4F Jika, muatan menjadi dua kali semula maka F akan menjadi 4 kali semula.. Jawaban: a 3 cm 3 0 m q B q F B 80 N q B kqqb F 80 (9 0 9 ( q)( q) ) (3 0 ) 80 ( 0 3 )q 80 q C 0 6 C q B q ( 0 6 C) C Jadi, besa muatan B adalah C. 3. Jawaban: d q q B 4 μc C q C 5 μc C B 0 cm 0 m F C 0 cm cos 45 C 0 cm C C 0 0 cm C BC 0 cm 0 0 m ah gaya listik pada muatan C: q kqbqc F BC (9 0 )(4 0 )(5 0 ) (0 0 ) N 3 4 F C F BC 9 N F F C FBC F B Jadi, esultan gaya listik di muatan C adalah 9 N. 4. Jawaban: a Q Q x x y ga q benilai nol, kemungkinan diletakkan di sebelah kii Q atau sebelah kanan Q. Jaaknya haus lebih dekat ke Q. Jadi, kemungkinan di sebelah kii Q. q Q Q x x x y q C cm F C q B x x 60 Listik Statis

62 kq ( )( Q) x F F x kq ( )( Q) ( x) ( x ) x x x( ) x Koodinatnya ( ) (3 8) Jadi, q ditempatkan di x (3 8) aga tidak mendapat pengauh gaya dai muatan lain. 5. Jawaban: d D a C q 4πεa (x)( ) q 4πεa x Jadi, nilai x adalah. 6. Jawaban: b P 3 m Q q P 0 5 C q C PQ 3 m Q 6 m F Q,05 N q Q F P 90 F 6 m a F Q F F P q F B F D F k a F C kq ( a ) k q a F F q 4πε 0 a q 4πε 0 a esultan F B dan F D akan tepat beimpit dengan diagonal C (beimpit juga dengan F C ). F F F B F F F D Oleh kaena F beimpit dengan F C F maka: F tot F F ( )F B,05,05,05,05 P Q kqqq PQ Q kq q qq qq (9 0 )( 0 ) (9 0 )(6 0 ) q Q qq (9 0 )( 0 ) (9 0 )(6 0 ) qq qq (400 0 ) (5 0 ), q Q, 05 q Q , 0 5 C Jadi, muatan patikel di titik Q sebesa 4, 0 5 C. 7. Jawaban: b E E P x q μc 0 6 C q 4 μc C cm 0 m letak titik P q μc cm q 4 μc Fisika Kelas X 6

63 E P 0 E E 0 E E kq kq P P ( x) x x x x x x x x Jadi, letak titik P adalah cm di kii q. 8. Jawaban: c σ q cm 4,5 0 m q 4 μc C ε 5,4 ε 0 8,85 0 C /Nm E 4,5 0 ε ε ε 0 (5,4)(8,85 0 ) 4,779 0 C /Nm E σ ε 4 9,88 0 C/m 9, C/m 4,779 0 C /Nm, N/C Jadi, kuat medan keping tesebut adalah, N/C. 9. Jawaban: b 4 cm 4 0 m B cm 0 m C 6 cm 6 0 m E C E E E E C C E E 6 0 m C 4 0 m E E 9 C 4 E C 4 9 E Jadi, kuat medan di titik C adalah 4 9 E. 0. Jawaban: a (5 5) cm 65 cm 6,5 0 m E 800 N/C φ Bidang Gais nomal 60 φ E cos θ (800)(6,5 0 )(cos 30 ) (800)(6,5 0 )( 3 ) 43,3 Jadi, besa fluks listik 43,33 webe.. Jawaban: b F w Eq mg E mg q 5 (5,0 0 )(9,8) 9 8,0 0 m 5,0 0 5 kg q 5e 5(,6 0 9 C) 8,0 0 9 C g 9,8 m/s E N/C 6.50 N/C Jadi, kuat medan listik di dalam keping 6.50 N/C.. Jawaban: b Pada hukum Coulomb dikenal: E F q F E q Pada hukum Newton dikenal: F m a Sehingga: E q m a a qe m ; jika q e a ee m 6 Listik Statis

64 3. Jawaban: e ΔE p ΔE k qv B mv V B v m/s d 5 mm V B mv q (,6 0 )(4 0 ) 9 (,6 0 ) (,6 0 )(,6 0 ) 9 3, 0 V V 800 V Jadi, beda potensial kedua keping 800 V. 4. Jawaban: c q E k k q E q 5 μc,5 0 5 C 5 cm 5 0 m E N/C W (8 0 4 )(5 0 ) 00 Nm /C W k q q ( ) (00)(,5 0 5 )( ) (5 0 3 )(0) 0 J 0, J Jadi, usaha yang dipelukan sebesa 0, J. 5. Jawaban: a W ΔE p k q q ( q 8 0 C q 9 0 C Z 3 cm 3 0 m X 9 cm 9 0 m W Z X ) (9 0 9 )( 8 0 )( 9 0 ) ( 3 0 ) 9 0 (9 0 9 )( 8 0 )( )( 9 0 (9 0 9 )( 8 0 )( 9 0 )( 9 0 ) ) ,44 0 Jadi, usaha yang dilakukan dalam pemindahan muatan tesebut,44 0 joule. 6. Jawaban: d q 0,4 μc 0,4 0 6 C B 6 cm 6 0 m QB cm 0 m ΔE p 0, J Q ΔE p k q Q( QB 0, (9 0 9 )(0,4 0 6 )Q( 0 B 0, (3,6 0 3 )Q( ) 0 0, Q 3 3,6 0 Q 0 3 (0,)( 0 ) 3,6 0 0,4 0 5 C C 4 μc Jadi, besa muatan sumbe 4 μc. 7. Jawaban: c ) q 50 μc C q 50 μc C cm V B Jaak muatan q dan q tehadap titik B: (6 cm) (8 cm) 36 cm 64 cm 00 cm 0 cm 0 m B B 0 m V B V B V B kq kq B B kq kq k (q q ) ( ) 6 0 ) Fisika Kelas X 63

65 (9 0 0 )(0 0 5 ) Jadi, beda potensial listik di titik B sebesa volt. 8. Jawaban: b q m q μc 0 6 C q 4 μc C q 3 6 μc C q 4 8 μc C V Z V Z V V V 3 V 4 q k( Z q (9 0 9 )( m Z m 6 Z q q 3 4 3Z 4Z 6 0 ) ) Jadi, beda potensial di titik pepotongan diagonal pesegi Jawaban: d q 0 C q 4 μc C cm, 0 m cm 8 cm 0 cm 0 m ΔE p ΔE p E p E p kqq kqq k q q ( ) (9 0 9 )( 0 )(4 0 6 ) ( 0 m q m q 3 q 4 m, 0 ) 6,,4 0 0,8,4 0 (9 0 9 )( 0 )(4 0 6 )( ) (9 0 9 )( 0 )(4 0 6 )( ),4 0 7 joule Jadi, besa peubahan enegi potensial adalah,4 0 7 joule. 0. Jawaban: e q X 0,04 μc C XY m V 0 80 V q Y V 0 V X V Y kqx kqy V 0 X 0 Y0 qx qy V 0 k( ) X 0 Y0 ( 80) ( q Y )( ) q Y q Y C 600 μc Jadi, muatan di titik Y adalah 600 μc.. Jawaban: e C 0 ε 0 d d d ε C b ε ε 0 d ε 0 d 4(ε 0 d ) 4C Jadi, kapasitasnya sekaang menjadi 4C.. Jawaban: d V volt W 3, 0 8 J q W qv 8 q W V ()(3, 0 ) 6 80 C 8 0 Jadi, muatan listik yang dilepaskan sebanyak 80 C. 64 Listik Statis

66 3. Jawaban: e p, 0 3 Ns m e 9, 0 3 kg q,6 0 9 C V Enegi listik dai beda potensial akan beubah menjadi enegi kinetik elekton. E p E k ev mv p m Sehingga: V p me (, 0 ) (9 0 )(,6 0 ) 500 V Jadi, beda potensial dalam tabung sebesa 500 V. 4. Jawaban: a e,6 0 9 C m 9, 0 3 kg 0 4 m V 0, m/s Hukum kekekalan enegi mekanik: ΔE p ΔE k q ΔV mv mv qv mv ΔV ΔV mv q 3 8 (9, 0 )(0,88 0 ) 9 (,6 0 ) ΔV volt V V kq ( (9 0 9 )(,6 0 9 )( ,4 0 0 ( ) , ) ) m Jadi, jaak muatan tesebut sekaang m. 5. Jawaban: a C 7 pf C 0 pf C 3 C 4 8 pf C 5 pf V 0 volt Q total C 3, C 4, dan C 5 diangkai sei. C s C 3 4 C C5 8 pf pf pf 8 4 pf C s 4 pf 3 pf 8 C, C, dan C 5 diangkai paalel. C p C C C 5 (7 0 3) pf 0 pf Muatan total: Q total C p V (0 pf)(0 volt) 400 pc C Jadi, muatan total pada angkaian adalah C. 6. Jawaban: c C dan C diangkai sei. C s C C 50 μf 00 μf C 50 μf F C 00 μf F W 0 4 joule V 00 μf 3 00 μf Fisika Kelas X 65

67 C s 00 3 μf F W CV ( 0 4 ) ( )V V V V 3 volt Jadi, besa sumbe tegangan pada angkaian adalah 3 volt. 7. Jawaban: d C C C V 0 volt E E E jika C disusun paalel E CV E Jika E bebanding luus dengan C dan dua buah kapasito diangkai paalel, besa kapasitas kapasito total adalah: C p C C C C C Enegi yang tesimpan jika kedua kapasito dihubungkan secaa paalel sebagai beikut. E E C C E E C C E E Jadi, enegi yang tesimpan jika kedua kapasito dihubungkan secaa paalel adalah E. 8. Jawaban: e C 4 μf C 7 μf C 3 5 μf V volt W C dan C 3 diangkai paalel. C p C C 3 7 μf 5 μf μf C dan C p diangkai sei. C C s C p 4μF 3 μf 4 μf μf C s μ F 3 μf F 4 Kapasitas kapasito total dalam angkaian: C C s F Muatan total dalam angkaian: Q tot C tot V (3 0 6 F)( volt) C Muatan yang teletak pada kapasito C : Q Q tot C Enegi yang tesimpan pada C sebagai beikut. W CV Q C ( Q C C ) 6 (36 0 ) F joule 6 μj Jadi, enegi yang tesimpan pada C adalah 6 μj. 9. Jawaban: c 00 cm 0,0 m d cm 0,0 m V 400 V q V Ed E V d 400 V 0,0 m 04 N/C q E ε0 q E ε 0 ( 0 4 N/C)(8,85 0 C /Nm )(0,0 m ), C Jadi, muatan yang tesimpan dalam kapasito sebesa, C. 66 Listik Statis

68 30. Jawaban: a π kε0 C b n a a cm 0 m b,5 cm,5 0 m k 0 C,5 π (0)(8,85 0 ) n π (0)(8,85 0 ) n(,5) π (0)(8,85 0 ) 0,405, F Jadi, kapasitansi kapasito sebesa, F. B. Uaian. q 0 μc 0 5 C q 0 μc 0 5 C a 3 0,5a q 3 aga F 0 q a q 0,5a q 3 Supaya esultan gaya Coulomb di q 0 maka q 3 haus benilai positif (q). 3 k 3 F 3 F qq ( 0 5 )( q ) 3 ( a) q 3 a 4 qq k ( )(0 ) 0 a 5 4q a q C 0,5 0 5 C,5 μc Jadi, muatan q 3 haus benilai,5 μc.. D 40 cm 0,4 m bola 0 cm 0, m 60 cm 0,6 m E 80 N/C E di pemukaan bola Mencai nilai q: q E k 80 (9 0 9 ) (0,6) (80)(0,36) q 9 (9 0 ) 7, 0 9 C q Mencai E di pemukaan bola: q E k ( (7, 0 ) ).60 N/C b (0,) Jadi, medan listik di pemukaan bola kondukto sebesa.60 N/C. 3. q μc q B 8 μc,8 0 5 C q C 6 μc C m C 0 8 kg C BC 5 cm B 8 cm a. W b. v q a. V C k( C q B BC ) (9 0 9 Nm /C )( μ C 8 μ C 5 cm 5 cm ) ( (, 0 ) (,8 0 ) ) 0,5 V (9 0 9 )( 0 4 ) V, V V C k( q C q B BC (9 0 9 )( ), 0 0,04 5 (9 0 9 )(7,5 0 4 ) V (9 0 9 )( 0 4 ) V 6, V W CC q C (V C V C ), 8 0 0,04 5 ) V (6 μc)(6, V, V) (6 0 6 )(4, ) J 9,7 J Jadi, usaha untuk memindahkan muatan C sebesa 9,7 J. Fisika Kelas X 67

69 b. W CC mv v W m CC (9,7 J) 8 0 kg 9,97 0 m /s 5, m/s Jadi, kecepatan muatan C saat beada di tengahtengah dan B adalah 5, m/s. 5. C 4 μf F C 6 μf F C 3 5 μf F C 4 0 μf 0 5 F C 5 μf 0 6 F C 6 7 μf F V 80 volt a. E 6 b. Q C 3 dan C 4 diangkai sei. C s C 3 C4 5μF 4 0 μf μ F 5 C s 0 0 μf 5 0 μf 4 μf C s, C, dan C 5 diangkai paalel. C p C s C C 5 4 μf 6 μf μf μf C p dan C diangkai sei. C s C p μf 3 μf 4 μf C 4μF C s μ F 3 μf 4 C s dan C 6 diangkai paalel. C p C s C 6 3 μf 7 μf 0 μf 0 5 F C s dan C 6 diangkai paalel sehingga V tot V s V 6 80 volt. Enegi yang tesimpan pada kapasito C 6 adalah: E 6 C 6 V 6 (7 0 6 F)(80 volt) (8 0 volt )(7 0 6 F) joule 5,6 0 3 joule Jadi, enegi yang tesimpan pada kapasito C 6 adalah 5,6 0 3 joule. Besa muatan pada C s sebagai beikut. Q s C s V s (3 μf)(80 volt) 40 μc Q s q Q p 40 μc Jadi, muatan yang tesimpan dalam kapasito C adalah 40 μc cm 0 m d 4 mm m V 0 volt k 5 a. C b. E c. q a. εε 0 C d kε0 d 3 (5)(8,85 0 )( 0 ) 4 0, 0 3 F Jadi, kapasitas kapasito adalah, 0 3 F. b. Kuat medan dalam kapasito V Ed E V d 0 volt 3 4 0,5 0 3 N/C Jadi, kuat medan dalam kapasito sebesa,5 0 3 N/C. c. Muatan kapasito q CV (, 0 3 F)(0 volt), 0 3 coulomb, 0 coulomb Jadi, muatan kapasito, 0 coulomb. 68 Listik Statis

70 7. x 4 cm y 3 cm Q 8 nc C q 0 4 nc C m kg v Enegi potensial muatan q 0 pada x 3 cm. E p q 0 V 0 m F qe w mg kqq x y (9 0 Nm /C )(8 0 C)(4 0 C) (0,03 m) (0,04 m) (9 0 Nm /C )(8 0 C)(4 0 C) 0,05 m (9 0 Nm /C )(8 0 C)(4 0 C) 5 0 m 57,6 0 7 J 5, J Pada saat patikel begeak sepanjang sumbu X menjauhi cincin, enegi potensialnya bekuang dan enegi kinetiknya betambah. Ketika patikel sangat jauh, enegi potensialnya sama dengan nol. Sementaa itu, besa kecepatan dapat dihitung dengan pesamaan beikut. E k E p mv 5, J (6 0 6 kg)v 5, J v 6 (5,76 0 J) kg,9,38 m/s Jadi, kecepatan patikel adalah,38 m/s. 8. m g 0 3 kg q 0 6 C s 0 m E N/C g 0 m/s s 0 m Δs (s s ) m (0 0) m 0 m v ΣF ma w F ma mg qe ma a mg qe m 0 m/s v v 0 a Δs 0 ( 0)( 0) ( 0 )(0) (0 )(3 0 ) (0 )(3 0 ) 3 0 v Jadi, kecepatan pegeakan bola 0 m/s. 9. m 0 g 0 kg Q μc 0 6 C q μc 0 6 C 30 cm 3 0 m g 0 m/s T 4πε Nm /C T Q w 0 F q Fisika Kelas X 69

71 0. F Qq 4πε (9 0 )( 0 )( 0 ) (3 0 ) (9 0 )( 0 )( 0 ) N W mg ( 0 kg)(0 m/s ) 0 N T F W ( 0 ) ( 0 ) N Jadi, besa tegangan tali 0 N. F 3 α F 3 q 3 q C θ B Q Q Nilai cos θ dapat dihitung dengan umus kosinus dalam ΔBC. B C BC C BC cos θ cos θ cos θ cos θ cos θ cos θ cos α cos θ ( ) kqq F 3 F 3 F F 3 F F F F cos α F F F cos α F F ( cos α) F ( ) F F 3 F( ) ( ) kqq ( ) ( 4πε 0 ( 4πε qq ) ( ) qq ) Listik Statis

72 . Pilihan Ganda. Jawaban: b Fekuensi menunjukkan banyaknya getaan tiap sekon. Semakin tinggi fekuensi, nada yang yang dihasilkan semakin tinggi (melengking). Sementaa amplitudo adalah simpangan maksimum dai sebuah getaan sumbe bunyi. Semakin besa amplitudo, bunyi yang dihasilkan semakin keas.. Jawaban: d Pehatikan pesamaan efek Dopple pada keadaan di atas. v v p () f p f v 0 s fakto pengali f s lebih besa dai. v 0 () f p f v 0 s fakto pengali f s lebih besa dai. v vp (3) Jika v p v s, f p v v f s fakto pengali f s p lebih besa dai. v vp (4) Jika v p v s, f p v v f s fakto pengali f s p sama dengan. Fekuensi yang diteima pendenga akan lebih besa dai fekuensi yang dikeluakan sumbe bunyi jika fakto pengali sumbe bunyi yang beasal dai opeasi kelajuan lebih besa dai. Oleh kaena itu penyataan yang bena adalah penyataan nomo (), (), dan (3). 3. Jawaban: d 0 cm V 400 cm 3 L 40 cm 0,4 m v 300 m/s n f 0 esonansi kolom udaa bisa didekati dengan konsep pipa ogana tetutup. f 5 v 4L f 5f 0 5(300 m/s) 4(0,4 m) 937,5 Hz 937,5 Hz f 0 87,5 Hz 5 Jadi, fekuensi gaputala yang digunakan sebesa 87,5 Hz. 4. Jawaban: a T 0 db T : T T T 0 db 0 log 0 log 0 0 log log ( ) 0 log : : 0 Jadi, pebandingan intensitas dua sumbe bunyi tesebut : Jawaban: d f p v v v 0 p f s v p 0 m/s v s 0 m/s f s 800 Hz v 340 m/s f p (340 0) m/s ( )(800 Hz) 340 m/s 847 Hz Jadi, fekuensi yang didenga nton sebesa 847 Hz. 6. Jawaban: b f 50 Hz n 0 t s f p 0 s 5 Hz f Y f Y f ± f p (50 ± 5) Hz f Y 55 Hz atau f Y 45 Hz Jadi, Nilai Y yang lebih besa dao 50 Hz adalah 55 Hz. Fisika Kelas X 7

73 7. Jawaban: c f 0 00 Hz L m f f (n )f 0 ( )(00 Hz) 600 Hz Jadi, fekuensi nada atas kedua sebesa 600 Hz. 8. Jawaban: a Pada pecobaan intefeensi celah ganda menghasilkan pola gelap teang dengan pola teang di pusatnya. Pola teang dalam hal ini adalah gais kuning. 9. Jawaban: d Polaisasi dapat dilakukan dengan bebeapa caa diantaanya pemantulan-pembiasan, absopsi selektif oleh kistal dikoik, bias angkap, dan hambuan. 0. Jawaban: a d sin θ n λ λ Å m θ 30 d n λ d sin θ 7 (4 0 m) m Leba celah yang digunakan m.. Jawaban: c d 0,0 mm 0 5 m 0 cm 0, m y 7, mm 7, 0 3 m y 3,6 mm 3,6 0 3 m m λ Dai soal m yd (m )λ 3 5 (3,6 0 m)( 0 m) 0, m λ,8 0 7 m λ λ 3,6 0 7 m 360 nm Jadi, panjang gelombang cahaya sebesa 360 nm.. Jawaban: d n u n m 0,05 β 40 ϕ ϕ (n u n m )β (0,05 )(40 ) Jadi, sudut dispesi yang tejadi adalah. 3. Jawaban: b N gais/cm gais/m θ 30 n λ N 5 (5 0 gais / m) d sin θ n λ sin θ n λ sin 30 λ ( 0 6 m)( ) λ λ m cm Jadi, panjang gelombang ode ke- adalah cm. 4. Jawaban: c i 0,4 t menit 0 sekon n Muatan pada angkaian listik: q it (0,4)(0) 48 coulomb Jumlah elekton dalam angkaian: q 48 n q e, Jadi, banyaknya elekton dalam angkaian adalah Jawaban: d V v 0 volt V 60 volt v.000 Ω f Besa pengali untuk menaikkan batas uku: n V V 60 v 0 3 Besa hambatan muka yang tepasang: f (n ) (3 )(.000) Ω 4 kω Jadi, besa hambatan muka yang tepasang sebesa 4 kω. 7 Ulangan Tengah Semeste

74 6. Jawaban: e Nilai aus yang diuku dihitung dengan pesamaan beikut. nilai pada skala nilai maksimum skala batas uku 6 50 m 0 50 m Jadi, nilai kuat aus yang diuku ndi sebesa 50 m. 7. Jawaban: a 50 Ω m sh Besa pengali untuk menaikkan batas uku: n Hambatan shunt yang haus dipasang: 50 sh 0,05 n.000 Jadi, besanya hambatan shunt sebesa 0,05 Ω. 8. Jawaban: b d,3 mm,3 0 3 m 0,5 cm 0,5 0 m ρ 9,7 0 8 Ωm Luas penampang pada kawat: d π 4 3 (,3 0 ) (3,4)( ) 4, m Besa hambatan kawat besi: ρ (9, ,5 0 )( 6 ), , Ω Jadi, hambatan kawat sebesa 3, Ω. 9. Jawaban: e T 0 0 C T 00 C 0 60 Ω 80 Ω 75 Ω T Koefisien hambatan suhu dapat ditentukan dengan pesamaan: 0 ( α T) 0 ( α T) 80 60( α(t T )) 80 60( α(00 0)) 80 60( 00α) α) 6.000α 0 α ( 3 0 ) C Suhu ketika hambatan sebesa 75 Ω: 0 ( α T) 0 ( α T) 75 60( α(t 3 T 0 )) 75 60( ( 3 0 )(T 3 0)) 75 60( 3 0 T 3 ) ,T 3 5 0,T 3 T 3 75 Jadi, suhu yang tecatat pada temomete sebesa 75 C. 0. Jawaban: a tot Jika angkaian tesebut disusun dalam bentuk lain akan telihat sepeti beikut diangkai sei dengan 3 sehingga hasilnya sebagai beikut: s 3 s s B Fisika Kelas X 73

75 s, 4, 5, 6, dan 7 diangkai secaa paalel. p s 4 p p 5 6 p 9 Hambatan total dapat ditentukan dengan meangkai p dengan secaa sei. s p Oleh kaena itu, angkaian hambatan dapat diselesaikan dengan pesamaan tasfomasi Y. Gamba pada angkaian akan menjadi sebagai beikut. B 5 B s 9 4 C 3 s 9 s, Jadi, hambatan total angkaian tesebut sebesa,.. Jawaban: b Ω Ω 3 3 Ω 4 6 Ω E 6 V E V Hambatan dan diangkai paalel. p p p 6 Ω Besanya aus yang mengali dapat ditentukan dengan menggunakan konsep hukum Kichhoff. ΣE Σ 0 (6 ) ( p 3 4 ) 0 6 (6 3 6) Jadi, aus yang mengali dalam angkaian sebesa 5.. Jawaban: c 3 0 Ω 4 5 Ω 5 5 Ω V 5,57 volt Bedasakan gamba tesebut dipeoleh nilai: B C (0)(5) 0 5 5,5 Ω (0)(5) 0 5 5,5 Ω (5)(5) 0 5 5,5 Ω Bedasakan pehitungan tesebut maka angkaian hambatan akan beubah menjadi sepeti beikut. B B dan diangkai sei sehingga menjadi s, sedangkan C dan 3 diangkai sei sehingga menjadi s. dapun pehitungannya sebagai beikut. s B,5 0,5 s C 3,5 0,5 C 3 B 74 Ulangan Tengah Semeste

76 Hasil dai s dan s diangkai secaa paalel. s p s,5, p 8,03 Hasil dai angkaian paalel diangkai secaa sei dengan sehingga mempeoleh hambatan total sebagai beikut. tot p,5 8,03 0,53 us yang mengali pada angkaian listik sebesa: V 5,57 tot 0,53 0,5 Jadi, aus yang mengali pada angkaian tesebut sebesa 0,5 ampee. 3. Jawaban: e 4 5 Ω 3 0 Ω 5 Ω V 0 volt 3 4 Oleh sebab itu, angkaian tesebut dapat diselesaikan dengan konsep jembatan Wheatstone sehingga aus yang mengali pada 5 0. kibatnya, diangkai sei dengan 4 dan diangkai sei dengan 3. s s Hambatan total dapat ditentukan dengan meangkai paalel antaa s dan s. tot s s tot 0 3 Jika angkaian tesebut dihubungkan dengan sumbe tegangan sebesa 0 volt, aus yang mengali dalam angkaian: V tot 0 volt 0 Ω 3,5 ampee Jadi, aus yang mengali dalam angkaian sebesa,5 ampee. 4. Jawaban: e Ω 6 Ω Ω V 6 V V V i Hambatan 3 dan 4 disusun secaa sei sehingga dipeoleh nilai sepeti beikut. s Ω 3 Ω 6 Ω Hambatan s disusun paalel dengan hambatan dan dipeoleh nilai p : p s 6 Ω 6 Ω 6 Ω 3 Ω p 3 Ω Hasil pehitungan di atas menghasilkan angkaiannya 6 V sepeti gamba di samping. pabila aah aus dan aah p loop sepeti gamba di samping, besa aus totalnya V dipeoleh sepeti pesamaan beikut. ΣE Σ 0 (6 V V) ( p ) 0 ( 6 V) (3 Ω Ω) 0 (5 Ω ) 6 V, ampee Jadi, kuat aus listik total yang mengali pada angkaian sebesa,. 5. Jawaban: b E 40 volt Ω 3 Ω 6 Ω 3 5 Ω 4 30 Ω V tebesa Fisika Kelas X 75

77 Hambatan 30 Ω dan hambatan 5 Ω diangkai paalel. p 5 Ω 30 Ω 30 Ω 3 30 Ω p 30 3Ω 0 Ω angkaian akan beubah sepeti gamba beikut. ε 3 Ω 6 Ω 0 Ω Dengan menggunakan hukum Kichhoff, aus yang mengali dalam angkaian: ΣE Σ 0 ( E) ()( p ) 0 ( 40) ()( 6 3 0) ampee Tegangan pada esisto 3 Ω V ( 4 )(3 Ω) 3 7,33 volt Tegangan pada esisto 6 Ω V ( 4 )(6 Ω) 3 8 volt Tegangan pada p benilai sama dengan tegangan pada 3 dan 4. V p p ( 4 )(0 Ω) 3 3,33 volt Jadi, esisto yang memiliki beda potensial tebesa adalah yaitu 3 Ω. 6. Jawaban: a Hubungan antaa daya, tegangan, dan hambatan ditulis dalam pesamaan: V P V P Jika pealatan listik diangkai secaa paalel, besa tegangan pada setiap pealatan listik benilai sama. Oleh kaena itu, besanya hambatan dan besanya daya bebanding tebalik. Jadi, pealatan listik yang memiliki hambatan tebesa adalah pealatan listik yang memiliki daya tekecil, yaitu adio. 7. Jawaban: d q 9 µc q B 6 µc q C 4 µc B 0 cm C F C F BC 0 F C F BC qqc qbqc k k C BC q qb C 9 x 3 E BC 6 (0 x) x 4 0 x 4x 30 3x 7x 30 x 4,8 Jadi, jaak muatan dengan muatan C sebesa 4,8 cm. 8. Jawaban: a q 8 µc C q B 9 µc C cm 0 m B 3 cm 3 0 m E p ah medan listik yang ditimbulkan setiap muatannya sebagai beikut. P 8 µc 9 µc Bedasakan gamba, medan listik dihitung dengan pehitungan: E p E E B q q k k q q k k E p E E B q E p k q k B B q qb E p k( ) B E p ( )( ) ( 0 ) (3 0 ) E p (9 0 9 )( 0 0 ) E p (9 0 9 )( 0 ) E p Jadi, besa medan listik di titik C sebesa µc. E B 76 Ulangan Tengah Semeste

78 9. Jawaban: a q F k q q F k q Jika maka: q F k q q k q ( ) F b F 4 F C q 3 θ 4 F a q q 4 (k q q ) Jadi, gaya tolaknya menjadi 4 F. 30. Jawaban: e depan tan 45 F samping w Eq mg q mg 4 E (3 0 )0 C C 6 µc m 0,3 g kg E 500 N/C θ 45 q 3. Jawaban: b q q q 3 F C F BC sama sisi, maka θ 60 F C a b a b B 45 F F F F cos 60 F F (8 F )( ) 8F F 8 E w mg F listik 3. Jawaban: a V kq V 4 cm 4 0 m 6 cm 6 0 m k Nm C q, 0 9 C V 9 9 (9 0 )(, 0 ) 6 0 V,8 0 8 volt Jadi, potensial listik di titik P sebesa,8 0 8 volt. 33. Jawaban: d q 50 µc C 9 cm 9 0 m E q E k 5 ( N/C ) (9 0 ) 5,6 0 7 N/C Medan listik pada jaak 9 cm dai pusat bola sebesa 5,6 0 7 N/C. 34. Jawaban: e V V V V q 40 C W W q V W q(v V ) W (40)( ) W (40)(7 0 6 ) W,8 0 8 Jadi, usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan sebesa,8 0 8 joule. 35. Jawaban: c µc 30 cm d µc F Gaya Coulomb pada titik C sebesa F. µc µc Fisika Kelas X 77

79 d (30 cm) (30 cm) ( ) cm.800 cm 30 cm d V p ( 30 cm) 5 cm 5 0 m V p k( k q q q q ) ( 0 C) ( 0 C) ( 0 C) ( 0 C) 5 0 m k 0 0 Jadi, besa potensial listik di pusat pesegi benilai Jawaban: b Potensial listik yang tejadi pada sebuah bola kondukto di pemukaan bola memiliki nilai yang sama dengan potensial listik yang tejadi dalam sebuah bola kondukto. Oleh kaena itu, potensial listik pada memiliki kesamaan dengan potensial listik pada titik Q dan titik P. dapun potensial listik tekecil tejadi pada titik tejauh dai pusat bola kondukto. Jadi, jawaban yang tepat adalah pilihan b. 37. Jawaban: c q 00 µc 0 4 C 3 4 q q 0 cm p q 3 q 4 V k( d (0 cm) (0 cm) 00 cm (0 cm) 5 cm 5 0 m q q q 3 q 4 3 ) ) 5 0 (9 0 9 )( (9 0 9 ) ,6 0 7 volt Jadi, potensial di titik pepotongan diagonal sebesa 3,6 0 7 volt. 38. Jawaban: c C µf C 4 µf V 9 volt q Kapasitas kapasito total pada angkaian: C C C C 4 C 4 4 C 4 3 µf Muatan total pada angkaian: q cv q ( 4 µf)(9 volt) 3 q µc pabila sebuah angkaian kapasito disusun sei maka besa muatan pada setiap kapasito nilainya sama dengan muatan total sehingga muatan pada kapasito 4 µf adalah µc. Jadi, jawaban yang tepat adalah pilihan c. 39. Jawaban: e W q V q C 0 µc 0 5 C V 0 volt W (0 5 C)(0 volt) joule Enegi yang tesimpan sebesa joule. 40. Jawaban: c C X C Y 6 F C Z F V 4 volt W Z jika t 5 menit 78 Ulangan Tengah Semeste

80 Kapasito X dan kapasito Y diangkai secaa paalel. C p C X C Y C p (6 6) F C p F Hasil dai kapasitas kapasito paalel diangkai sei dengan kapasito Z sehingga dipeoleh kapasitas kapasito total. Ctot C p CZ Ctot Ctot C tot 6 F Muatan total pada angkaian dihitung melalui pehitungan beikut. q C tot V q (6)(4) q 44 C Muatan total yang dipeoleh memiliki kesamaan nilai dengan muatan pada kapasito Z dan kapasito paalel. Besa enegi yang tesimpan pada kapasito Z: W q C W (44) W 864 Jadi, enegi yang tesimpan pada kapasito Z adalah 864 joule. B. Uaian. v p 0 m/s v s 5 m/s f s 300 Hz v 35 m/s f p v vp f p v v f s s (35 0) m/s ( )(300 Hz) (35 5) m/s Hz Hz Jadi, fekuensi yang didenga calon penumpang sebesa 35 Hz.. L 0,8 m v 400 m/s f 0 dan λ 0 L λ 0 λ 0 L (0,8 m),6 m f 0 v f m/s,6 m 50 Hz Jadi, fekuensi dan panjang gelombang nada dasanya betuut-tuut adalah 50 Hz dan,6 m. 3. d 400 mm,5 0 6 m λ 4,5 0 7 m n L 0, m y y d nλ L y n λ L d 7 ()(4,5 0 m)(0, m) 6,5 0 m 0,07 m 7, cm Jadi, jaak teang ode kedua ke teang pusat sejauh 7, cm. 4. G 50,0 Ω G 0 m 5 sh Besanya fakto pengali pada galvanomete: 5 n 0 50 Besanya hambatan shunt pada galvanomete: G 50 sh 50 n , Ω Jadi, besanya hambatan shunt sebesa 0, Ω Ω 5 Ω V 5 volt a. dan b. W dan W a. Jika hambatan disusun paalel, nilai tegangan setiap hambatan benilai sama dengan tegangan total. V 5 5 ampee 3 ampee Fisika Kelas X 79

81 V 5 5 ampee ampee Jadi, kuat aus yang mengali pada hambatan petama sebesa 3 ampee dan kuat aus kedua sebesa ampee. b. Enegi listik dapat ditentukan dengan pesamaan beikut. W t Bedasakan pesamaan di atas, besa enegi listik tiap-tiap hambatan sebagai beikut. W t (3 ) (5 Ω)(8.000 s) joule 8, 0 5 joule W t ( ) (5 Ω)(8.000 s) 70 joule,7 0 5 joule 6. Pehatikan angkaian listik beikut! Hitunglah kuat aus yang melewati hambatan petama! Jawaban: V 40 volt 4 Ω 4 Ω 3 8 Ω Hambatan dan diangkai paalel sehingga nilainya: p 4 4 Bedasakan gamba tesebut, tentukan beda potensial antaa titik a dan b! Jawaban: Ω 3 Ω 5 Ω E 4 volt E 4 volt V ab us yang mengali dalam angkaian sebagai beikut. ΣE Σ 0 (4 4) ( 3 5) ampee Beda potensial antaa titik B adalah: V B ΣE Σ 0 ()(5) 0 Jadi, beda potensial antaa titik B adalah 0 volt. 7. Pehatikan gamba susunan hambatan di bawah ini! 4 p Hambatan total pada angkaian: T p 3 ( 8) Ω 0 Ω us total yang mengalidalamangkaian: V p V 40 ampee 4 ampee p 0 Tegangan yang mengali dalam angkaian paalel: V p p (4)() volt 8 volt Kuat aus yang melalui hambatan : V p p 8 4 ampee ampee Jadi, besakuataus yang melalui hambatan adalah ampee. 8. Tiga buah patikel bemuatan listik teletak pada satu gais luus sepeti gamba beikut. Hitunglah gaya Coulomb di muatan q 3 akibat dua muatan lainnya! 80 Ulangan Tengah Semeste

82 Jawaban: q q q 3 q 8 µc C q 3 µc C q 3 4 µc C 3 0,3 m 3 0, m F 3 Muatan q 3 mendapat gaya tolakan dai q (F 3 ) dan gaya taik dai q (F 3 ). qq F 3 k 3 3 (9 0 9 Nm /C 6 6 (4 0 C)(8 0 C) ) (0,3 m) F 3 3, N qq F 3 k 3 3 (9 0 9 Nm /C 6 6 (4 0 C)(3 0 C) ) (0,m) F 3 0,8 N Oleh kaena F 3 dan F 3 belawanan aah, maka: F 3 F 3 F 3 3, N 0,8 N 7,6 N Tanda negatif atinya gaya muatan q 3 sebesa 7,6 N seaah dengan F 3, yaitu ke aah kii. 9. P 40 watt V 0 volt V 0 volt W jika t 5 menit Setiap pealatan listik meskipun dihubungkan tegangan yang bebeda, nilai hambatan listik pada pealatan tesebut benilai sama. Oleh kaena itu, hubungan antaa daya dan tegangan dituliskan dalam pesamaan: P P V V 40 P 0 0 4P 40 P 0 watt F 3 F 3 Enegi listik yang diseap: W P t W (0 watt)(5 jam) W (0 watt)(8.000 sekon) W joule Jadi, enegi yang diseap pada alat sebesa joule. 0. q 6 µc C koodinat q ( 3, 0) q µc 0 6 C koodinat q (3, 0) a. potensial listik di (0, 4) m b. potensial listik di B (0, 0) m c. usaha untuk memindahkan muatan 0,4 µc ke titik y 5 m 5 m 4 m q q 3 m 3 m B ( 3, 0) (3, 0) (0, 0) a. Potensial listik di titik (V ) 5 m 5 m q V k( q (9 0 9 )( ) , volt Potensial listik di titik sebesa, V. b. Potensial listik di titik B (0, 0) B 3 m B 3 m q V B k( q (9 0 9 )( ) 6 0 3,4 0 4 volt Potensial listik di titik B sebesa,4 0 4 V. c. Usaha untuk memindahkan muatan 0,4 µc ke titik q 0,4 µc 0,4 0 6 C W q V (0,4 0 6 C)(, volt) 5, joule (tanda negatif menunjukkan aah) Usaha yang dipelukan sebesa 5, J. ) ) Fisika Kelas X 8

83 Setelah mempelajai bab ini, peseta didik mampu:. mengetahui pinsip keja medan magnetik dalam kehidupan sehai-hai;. melakukan pecobaan untuk menyelidiki medan magnet dan gaya magnet; 3. meneapkan induksi magnetik dan gaya magnetik dalam pemecahan masalah listik. Bedasakan pengetahuan dan keteampilan yang dikuasai, peseta didik:. menyadai kebesaan Tuhan yang menciptakan keseimbangan sehingga memungkinkan manusia mengembangkan teknologi untuk mempemudah kehidupan;. bepeilaku ilmiah (memiliki asa ingin tahu, objektif, juju, teliti, cemat, tekum, hati-hati, betanggung jawab, tebuka, kitis, dan inovatif) dalam melakukan pecobaan, melapokan, dan bediskusi; 3. menghagai keja individu dan kelompok dalam aktivitas sehai-hai. Medan Magnetik nduksi Magnet Gaya Loentz dan Fluks Magnetik Menentukan aah-aah gaya magnet. Menggambakan aah medan magnet induksi sekita penghanta beaus. Menyelidiki hubungan antaa kuat aus dan induksi magnetik. Menyelidiki hubungan antaa jaak titik ke kawat dan induksi magnetik di sekita penghanta beaus. Mencai tahu fenomena kemagnetan yang diteapkan dalam kehidupan manusia. Menyelidiki aah gaya magnet pada magnet U. Menyelidiki aah gaya Loentz pada kawat sejaja dengan aah aus seaah dan belawanan. Menyelidiki hubungan antaa kuat aus dan gaya Loentz. Menyelidiki hubungan antaa jaak kedua kawat dengan gaya Loentz. Meancang dan membuat peneapan alat yang meneapkan konsep magnet. Besyuku atas teciptanya magnet untuk mempemudah kehidupan manusia. Besikap objektif, juju, cemat, dan kitis dalam setiap kegiatan. Menghagai keja individu dan kelompok dalam setiap kegiatan. Menjelaskan pengukuan induksi magnetik dan gaya magnetik. Menggambakan aah medan magnet induksi di sekita penghanta beaus. Menjelaskan hubungan antaa jaak titik ke kawat dan induksi magnetik di sekita penghanta beaus. Menjelaskan fenomena kemagnetan yang diteapkan dalam kehidupan manusia. Menjelaskan aah gaya magnet pada magnet U. Menjelaskan aah gaya Loentz pada kawat sejaja dengan aah aus seaah dan belawanan. Menjelaskan hubungan antaa kuat aus dan gaya Loentz. Menjelaskan hubungan antaa jaak kedua kawat dai gaya Loentz. Membuat ancangan dan poduk alat yang meneapkan konsep magnet. 8 adiasi Elektomagnetik

84 . Pilihan Ganda. Jawaban: d ah aus pada kawat dan aah medan magnetik dijelaskan melalui gamba beikut. Dengan atuan tangan kanan sepeti gamba di atas, aah aus listik mengikuti aah ibu jai yaitu dai aah timu ke baat. Dengan demikian, induksi magnetik titik P ke aah selatan.. Jawaban: d Supaya kompas tidak dipengauhi medan magnetik, kompas haus teletak pada tempat yang medan magnetnya nol. Titik mempunyai esultan medan magnetik nol kaena B x B y dan belawanan aah sepeti pada gamba. 3. Jawaban: e B Wb/m 5 µ 0 4π 0 7 Wb/m a µ 0 B π a a µ 0 πb P 7 4 (4π 0 )(5) mete π(3 0 ) 0 mete cm Jadi, jaak titik ke kawat sejauh cm. 4. Jawaban: b B,5π 0 5 T a 0 cm 0 m N 6 µ 0 4π 0 7 Wb/m B x B x B y y Nµ 0 B a Ba N µ (,5π 0 )( 0 ) ampee 6(4π 0 ) 4, ampee Jadi, besa aus listik yang melewati kawat sebesa 4, ampee. 5. Jawaban: e 0 cm a 0 cm 0, m 4 P a cm 0 m cm a 8 cm 8 0 m B di P Bedasakan kaidah genggaman tangan kanan, induksi magnet di titik P oleh aus dan memiliki aah yang sama, yaitu memasuki bidang. Oleh kaena itu, pehitungan medan magnetnya sepeti beikut. B tot B B µ 0 µ 0 π a π a µ 0 π ( a a ) 7 (4π 0 )(4) ( ) π ( ) T Jadi, besa induksi magnetik di titik P sebesa T. 6. Jawaban: a a 4 cm 4 0 m a cm 0 m a 3 cm 0 m 3 B P Bedasakan kaidah genggaman tangan kanan, medan magnet yang ditimbulkan oleh beaah masuk bidang (B benilai negatif). Medan Fisika Kelas X 83

85 magnet yang ditimbulkan oleh aus dan 3 beaah kelua bidang (B dan B 3 benilai positif). Dengan demikian, medan magnet total di titik P sebagai beikut. B P B B B 3 µ 0 µ 0 µ 03 π a π a π a3 µ 0 π ( a 3 a a ) 3 7 (4π 0 ) π ( ( T Jadi, besa medan magnet di P 0 5 T kelua bidang. 7. Jawaban: a 5 a 3 cm 3 0 m x 4 cm 4 0 m µ 0 4π 0 7 Wb/m B p B p a x 3 4 cm 5 cm 5 cm 5 0 m 0 3 µ a 7 (4π 0 )(5)(3 0 ) 3 (5 0 ) 7 4 Wb/m (4π 0 )(5)(9 0 ) 6 Wb/m (5 0 ) 7 4 (4π 0 )(5)(9 0 ) 4,5 0 Wb/m 7π 0 7 Wb/m 7,π 0 6 Wb/m Jadi, induksi magnetik di titik P adalah 7,π 0 6 Wb/m. 8. Jawaban: e a 6 cm a B 9 cm B : B B ) ) B : B B µ 0 µ 0 π a : π a : a a B B 6 : 9 3 : Jadi, pebandingan antaa induksi magnet di titik dan B adalah 3 :. 9. Jawaban: b Komponen kawat luus tidak menimbulkan induksi magnet di titik P kaena jika dipepanjang, kedua komponen kawat luus tesebut akan melalui titik P. Komponen kawat yang menimbulkan induksi magnetik di titik P adalah lingkaan yang dialii 4 aus 6. B P µ 0 4 a 7 (4 π 0 )(6) T π 0 7 T 4 ()(3) Jadi, induksi magnetik di titik P adalah π 0 7 T. 0. Jawaban: b 5 a cm 0 m µ 0 4π 0 7 Wb/m B 7 µ 0 (4π 0 )(5) B π a,5 0 4 π( 0 ) ah induksi magnet mengikuti atuan genggaman tangan kanan sehingga aahnya tegak luus menjauhi bidang ketas. Jadi, besa dan aah induksi magnet di titik P adalah,5 0 4 T tegak luus menjauhi bidang ketas.. Jawaban: d P 3 d 3 d µ B B 0 π a 3 Kuat medan magnet di P akan benilai nol jika B B belawanan aah (B induksi magnetik oleh dan B induksi magnetik oleh ). µ π a 0 d d 3 Sesuai kaidah genggaman tangan kanan, aah B di titik P masuk bidang. Bedasakan syaat yang dijelaskan sebelumnya, B belawanan aah B maka B haus kelua bidang di P. Dengan meneapkan kaidah tangan kanan, aah aus ke atas. 84 adiasi Elektomagnetik

86 . Jawaban: c B B N N, B nduksi magnetik di ujung solenoid diumuskan melalui pesamaan: Nµ 0 B Bedasakan pesamaan di atas, kuat medan magnet bebanding luus dengan jumlah lilitan dan bebanding tebalik dengan panjang kawat. Oleh kaena itu, pebandingan B dan B sebagai beikut. B N B N B B N, N B B 3 5 B 5 3 B B,67B Jadi, medan magnet sekaang menjadi,67 kali semula. 3. Jawaban: d s 4π cm 4π 0 m N s 00 a T 0 cm 0 m s T B s B T N T B s B T µ 0N s s µ 0NTT s π at N s N T s πat Nsπ a N T (00)( π )(0,) (4π 0 ) T 500 s Jadi, jumlah lilitan pada tooid adalah 500 lilitan. 4. Jawaban: b B,8 0 4 T a 0 cm 0 m µ 0 4π 0 7 Wb/m 5 N µ 0N B π a 4 7 πba π(,8 0 )( 0 ) N lilitan 36 lilitan µ 0 (4π 0 )(5) Jadi, jumlah lilitan pada tooid sebanyak 36 lilitan. 5. Jawaban: c µ 0N B π a (4π 0 )(60)(0) π(4 0 ) Jadi, besa induksi magnetik di sumbu tooid adalah Wb/m. B. Uaian. d 5,0 cm 5 0 m 0,9,6 a 3 cm 3 0 m a 4 cm 4 0 m B P nggap aus listik masuk bidang ketas dan disimbolkan dengan tanda. Dengan atuan tangan kanan, aah medan magnet di titik P oleh tiap-tiap aus dipelihatkan pada gamba beikut. P 3 cm 4 cm B 7 N 60 lilitan 0 a 40 cm m µ 0 4π 0 7 Wb/m B B i i 5 cm Besa tiap-tiap medan magnet sebagai beikut. µ 0 B π a B 7 T (4 π 0 )(0,9) ( π )(3 0 ) T µ π 0 a 7 (4 π 0 )(,6) T ( π )(4 0 ) Oleh kaena B dan B membentuk vekto yang saling tegak luus maka esultan medan magnet di titik P adalah: B B B 6 6 (6 0 ) (8 0 ) T 0 5 T Jadi, medan magnet di titik P sebesa 0 5 T. Fisika Kelas X 85

87 . 50 cm 5 0 m N 00 lilitan 4 µ 0 4π 0 7 Wb/m a. B di ujung solenoid b. B di tengah solenoid a. B µ 0 N 7 (4 π 0 )(00)(4) T (5 0 ) 3,π 0 4 T 0 b. B µ N 7 (4π 0 Wb/m)(00)(4 ) 5 0 m 6,4π 0 4 T Jadi, medan magnet di ujung solenoid sebesa 3,π 0 4 T dan di tengah solenoid sebesa 6,4π 0 4 T. 3. N lilitan 5 d 8 cm cm B a ( d ) (8 ) cm 0 cm 0 m µ 0 N B π a 7 (4π 0 )(5)(4.000) T ( π )(0 ) 4 0 T Jadi, induksi magnet pada sumbu tooid tesebut sebesa 4 0 T a cm 0 m x 4 cm 4 0 m a. B di pusat lingkaan b. B di titik P a. Medan magnet di titik pusat lingkaan 7 µ 0 (4π 0 )(5) B o T 5π 0 5 T a ( 0 ) Jadi, medan magnet di pusat lingkaan sebesa 5π 0 5 T. b. x a cm 5 0 m Medan magnet di titik P adalah: µ 0 a B P 3 (4π 0 )(5)( 0 ) 3 ( 5 0 ) 0 80π 0 T 6 ( ) π T 5 π T 0, 5π 0 4 T 5π 0 5 T Jadi, medan magnet di titik P sebesa 5π 0 5 T. 5. a 6 cm 6 0 m b 8 cm 8 0 m a 9 b 6 B P µ 0a B a πa 7 (4π 0 )(9) ( π )(6 0 ) T T 7 µ 0b (4π 0 )(6) B b T T π ( π )(8 0 ) B P B b a Bb T 5 5 (3 0 T) (4 0 T) T 6 0 T T T Jadi, medan magnetik di titik P sebesa T. 6. µ 0 4π 0 7 Wb/m 40 a cm 0 m B p 86 adiasi Elektomagnetik

88 ( ) µ 0 B p 360 a 7 70 (4π 0 )(40) 360 tesla ( 0 ) 7 3 (4π 0 )(40) tesla 3π 0 4 tesla Jadi, kuat medan di titik P adalah 3π 0 4 tesla. 7. a PQ 0,5 m P 8 Q 4 a XP Posisi titik X sehingga kuat medan magnetnya nol. 8 a Kawat P 0,5 m x 0,5 a 4 Kawat Q B 0 B P B Q 0 B P B Q µ 0P µ πa π 0Q a PX QX P Q apx aqx 8 a 4 0,5 a a 0,5 a 0,3 a a 3a 0,3 a 0, Jadi, jaak titik X dai kawat P adalah 0, mete. 8. N 0 a 5 cm 5 0 m B,0 0 4 T µ 0 4π 0 7 Wb/m µ 0N B a Ba µ 0N 4 (,0 0 )(5 0 ) 7 (4π 0 )(0) 5,0 π ampee ampee Jadi, aus yang mengali pada kumpaan sebesa 5,0 π ampee. 9. µ 0N B 7 N 5 lilitan cm 5 0 lilitan/m 0,8 B di ujung (4π 0 )(0,8) (5 0 ) 8π 0 5 Wb/m Jadi, induksi magnetik pada sebuah titik yang teletak di bagian ujung solenoida adalah 8π 0 5 Wb/m. 0. a 30 cm 3 0 m B 0 6 T 0,9 µ 0 4π 0 7 Wb/m N µ 0N B π a N πba µ π( 0 )(3 0 ) (4π 0 )(9 0 ) 35 lilitan Jadi, jumlah lilitan tooida sebanyak 35 lilitan. Fisika Kelas X 87

89 . Pilihan Ganda. Jawaban: b F µ π a 0 a 00 cm m 3 F 7 (4 π 0 )()(3) ( π )() 0 7 N/m, 0 6 N/m Jadi, gaya pe satuan panjang kawat tesebut adalah, 0 6 N/m.. Jawaban: c 0 a cm 0 m v m/s q e,6 0 9 C F 7 µ 0 (4 π 0 )(0) B T 0 4 T πa ( π )( 0 ) F B q v (0 4 T)(,6 0 9 C)(4 0 5 m/s) 6,4 0 8 N Jadi, besa gaya Loentz yang dialami elekton adalah 6,4 0 8 N. 3. Jawaban: b 0 cm v,v 0 cm B B B Pada geak melingka, gaya Loentz sama dengan gaya sentipetal. F Loentz F sentipetal mv B q v m q B atau m v q ~ v m q m v v 0 q 0, 3 5 F 00 cm F Jadi, pebandingan massa pe muatan antaa patikel petama dan kedua adalah 3 : Jawaban: a 0 a 4 mm m v 0 4 m/s q e,6 0 9 C besa dan aah F 7 µ 0 (4 π 0 )(0) B πa T ( π )(4 0 ) F B q v (5 0 4 T)(,6 0 9 C)( 0 4 m/s),6 0 8 N Medan magnet yang ditimbulkan penghanta ditentukan bedasakan genggaman tangan kanan. bu jai beaah ke atas menunjukkan aah aus sehingga medan magnet di sekita elekton masuk ke bidang ketas. ah gaya Loentz ditentukan bedasakan kaidah tangan kanan. Oleh kaena elekton begeak ke bawah, aus listik yang ditimbulkan geakan elekton beaah ke atas. Dengan demikian, gaya Loentz beaah ke kii (menuju kawat). Jadi, gaya Loentz yang dialami elekton,6 0 8 N menuju kawat. 5. Jawaban: d ah gaya Loentz ditentukan dengan kaidah tangan kanan. bu jai menunjukkan aah aus, jai telunjuk menunjukkan aah medan magnetik, jai tengah yang ditekuk menunjukkan aah gaya Loentz. Pada gamba (), aah aus ke atas, sedangkan medan magnet masuk bidang gamba sehingga gaya Loentz sehausnya ke aah kii (Gamba () salah). Pada gamba (), aah aus kelua bidang gamba, sedangkan aah medan magnet ke bawah sehingga gaya magnet sehausnya ke aah kanan (Gamba () salah). Pada gamba (3), aah aus ke bawah, sedang aah medan magnet kelua bidang sehingga aah gaya magnetik ke kii (Gamba (3) bena). Pada gamba (4), aah aus kelua bidang gamba, sedangkan aah medan magnet ke atas sehingga gaya magnet ke kii (Gamba (4) bena). Jadi, jawaban yang bena ditunjukkan oleh gamba nomo (3) dan (4). 6. Jawaban: a v m/s 0 a cm 0 m q,6 0 9 C F L 88 adiasi Elektomagnetik

90 F B q v µ 0 πa q v 7 (4π 0 )(0) ( 0 ) π P Q F P F Q 3 x x 3 cm (,6 0 9 )(6 0 4 ) ( 0 4 )(,6 0 9 )(6 0 4 ),9 0 8 Jadi, gaya Loentz pada elekto,9 0 8 N. 7. Jawaban: a a 3 cm Q 6 P 3 F 0 a ah gaya magnet pada dua kawat luus beaus sebagai beikut. F 0 F P F Q 0 F P F Q k P ap P a P (3)() (3 x) a k Q Q Q aq ()(6) x q B 3 3 x 6 x 3x 8 6x 9x 8 x Jadi, kawat diletakkan cm di kii Q atau cm di kanan P. 8. Jawaban: d B 0,06 T 0 a cm 8 0 m F F B sin a (0,06)(0)(8 0 ) sin 60 (0,06)(0)(8 0 )( 3 ) 0, N Jadi, besa gaya pada kawat adalah 0, N. 9. Jawaban: a F 3,6 0 4 N 0 a 0,4 m F µ 0 π a F π a µ 0 (3,6 0 4 π (0,4) ) 7 (4π 0 )(0) 7 Jadi, aus yang mengali pada kawat kedua adalah Jawaban: e 5 0 F,6 0 4 N µ 0 4π 0 7 Wb/m a F µ 0 π a µ 0 a π F 7 (4π 0 )(5)(0)() 4 0,9 m π(,6 0 ) Jadi, jaak kedua kawat kia-kia 0,9 m. B. Uaian. v m/s 0 a 0 cm 0 0 m F Fisika Kelas X 89

91 a 0 cm q v B q v (3, 0 7 ) (4, )v v 7, v 8, Jadi, kecepatan elekton dalam medan magnet sebesa 8, m/s. F Dengan atuan tangan kanan, aah medan magnet di daeah bawah kawat yang dihasilkan aus listik masuk bidang ketas (x). Selanjutnya, aah gaya Loentz pada elekton ditentukan dengan atuan tangan kanan. Elekton begeak ke kanan. kibatnya, aus listik yang ditimbulkan elekton beaah ke kii. Dengan demikian, aah gaya Loentz pada elekton tegak luus menjauhi kawat. Besa medan magnet di sekita aus listik pada kawat luus panjang adalah: 7 µ 0 (4 π 0 )(0) B T π a ( π )(0 0 ) Sudut antaa v dan F adalah θ 90 sehingga besa gaya pada elekton (q,6 0 9 C) adalah: F B q v sin θ (4 0 5 )(,6 0 9 )(5 0 6 )(sin 90) () 3, 0 7 Jadi, gaya pada elekton adalah 3, 0 7 N menjauhi kawat.. m 40 gam 4 0 kg q,6 C B,5 mt,5 0 3 T v 8 m/s Jai-jai lintasan patikel: mv qb 7 (4π 0 )(8) m 0,8 mm (,6)(,5 0 ) Jadi, jai-jai lintasan patikel sebesa 0,8 mm. 3. V 00 V B 0 mt 0 T m e 9, 0 3 kg q,6 0 9 C a. v b. a. Elekton dipecepat dengan beda potensial 00 V maka enegi potensial listiknya beubah menjadi enegi kinetik. E p E k q V m v (,6 0 9 )(00) (9, 0 3 )v b. F L F sp mv q v B mv qb 3 6 (9, 0 )(8,38 0 ) 9 m (,6 0 )( 0 ), m,38 mm Jadi, jai-jai lintasan elekton,38 mm m B Wb/m F, 0 3 N 30 cm 0,3 m F B sin θ sin θ θ antaa aah aus dengan aah medan magnet F B 3 (, 0 ) 3 ()(4 0 )(0,3) θ 30 Jadi, sudut yang dibentuk oleh aah aus dan aah medan magnet sebesa F µ 0 π a F N/m a 50 cm 5 0 m µ 0 4π 0 7 Wb/m 7 (4π 0 ) π(5 0 ) 6,5,5 Jadi, besa aus setiap kawat adalah,5 ampee. 90 adiasi Elektomagnetik

92 . Pilihan Ganda. Jawaban: d Batang begeak ke kanan sehingga gaya Loentz beaah ke kii. Bedasakan kaidah tangan kanan, aus listik mengali ke bawah (dai ke B). Oleh kaena itu, ujug atas () bemuatan positif, sedangkan ujung bawah (B) bemuatan negatif. Jadi, gamba yang tepat adalah gamba d.. Jawaban: c B p B B µ µ π π 0 a 5 0 a 5 cm 0,05 m a 0 cm 0, m B 0 a µ 0 π ( a a ) 7 4π 0 Wb/m 5 ( π 0,05 m 0 0, m ) ( 0 7 Wb/m)(00 /m 50 /m) Wb/m Jadi, induksi magnet di titik P sebesa Wb/m. 3. Jawaban: e 4 a a 4 cm 4 0 m B p Dengan kaidah genggaman tangan, aah medan magnet kedua kawat sama menuju P. F B v B p B B µ 0 µ 0 π a a µ 0 ( a π ) 7 (4 π 0 )(4) ( ()(4 0 ) 3,4 ) (6,8 0 5 )(,385) 8,8 0 5 T Jadi, besa induksi magnet total di pusat lingkaan sebesa 8,8 0 5 T. 4. Jawaban: e a m µ 0 4π B p nduksi magnet hanya dipengauhi kawat yang melingka saja sehingga: B p µ 0 7 (4π 0 )(5) 4 a (8)(),5π 0 7 T Jadi, induksi magnet di titik P sebesa,5π 0 7 T. 5. Jawaban: b 5 a 4 mm m v 0 m/s F 5 µn N q 7 µ 0 (4π 0 )(5) B πa 3 π (4 0 ) T,5 0 4 T F B q v 6 F q Bv (,5 0 )(0) 0 3 C mc Jadi, muatan patikel sebesa mc. 6. Jawaban: d 0 5 BC 0 cm 0 cm 0, m a cm a 0 cm F tot Kawat B dan CD tidak mengalami gaya dai kawat PQ. Kawat BCD adalah satu kesatuan sehingga tejadi gaya tolak-menolak antakawat B dan CD dan gaya tolak-menolak antakawat D dan BC. Fisika Kelas X 9

93 Q 0 cm B B pusat B p µ 0N a P D cm 9 cm F tot F D F BC µ 0 ( πa µ π 0 ( µ πa 0 a a 7 ) ) (4 π 0 )(0)(5)(0,) π ( 0 ) 0 ( 0 6 )(00 0) ( 0 6 )(90) N 80 µn (ke kii) Jadi, esultan gaya yang dialami kawat BCD sebesa 80 mn. 7. Jawaban: b 5 cm 0,5 m B 0,4 T F, N Besa aus: F B F D F B, N (0,4 T)(0,5 m) 0 ah aus ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan. Jai telunjuk sebagai aah B menunjuk ke kanan, jai tengah sebagai aah F masuk bidang gamba sehingga ibu jai sebagai aah aus menunjuk ke atas. Dengan demikian, aus yang mengali sebesa 0 dai B ke. 8. Jawaban: c i a θ B p nduksi magnet di pusat lingkaan: N C F BC 0 cm µ µ 0 Jadi, kuat medan magnet di titik P adalah µ Jawaban: c 3 ampee a 4 cm 4 0 m a π cm π 0 m a 3 8 cm 8 0 m B 0 µ 0 (4π 0 7 )() B π a ( π )(4 0 m) 0 5 tesla (ah B menuju sumbu Z) µ 0 (4π 0 7 )() B 4πa 4( π 0 m) 0 5 tesla (ah B menuju sumbu X ) 7 µ 03 (4π 0 )() B 3 π a 3 π(8 0 m) 0,5 0 5 tesla (ah B 3 menuju sumbu Y ) esultan antaa B dan B B B 5 5 (0 ) (0 ) tesla Besa induksi magnet di titik O B O B3 5 5 ( 0 ) (0,5 0 ) ,5 0,5 0 0,5 0 5 tesla Jadi, besa induksi magnet di titik O adalah,5 0 5 tesla. 9 adiasi Elektomagnetik

94 0. Jawaban: d 4 a a a a 3a 4a F ah gaya yang tejadi pada kawat pesegi. Besa F B µ 0 F π a P b D 0 θ b µ ( )(4 ) π ( a) 0 4µ πa Besa F µ 0 µ 0 ( )(4 ) F π a π (4 a) Gaya pada kawat pesegi 4µ 0 µ F F F 0 πa πa b b B b C θ B µ 0 πa 0 3µ πa Jadi, gaya pada kawat pesegi sebesa. Jawaban: d 0 3µ πa Kuat medan magnetik pada kawat tidak panjang. B B µ 4 0 π a (cos θ cos θ ) µ 0 π 4 ( b) µ (cos 45 cos 35 ) 0 π b ( ( )) µ 0 µ 0 π b π b Sementaa itu, melalui kawat BC, CD, dan D memiliki aah dan nilai yang sama. Oleh kaena itu, kuat medan listik di pusat buju sangka adalah: µ 0 B 4B B 4 µ 0 π b πb Jadi, kuat medan listik di pusat buju sangka b µ 0 adalah. π F O Q. F. Jawaban: e B 5,π T m,6 0 7 kg q,6 0 9 coulomb f F s F L mv qvb mv qb mω qb m(πf ) qb (,6 0 7 kg)(πf) (,6 0 9 C)(5,π T) f 9 (,6 0 C)(5, π T) 7 (,6 0 C)( π ), Hz Jadi, fekuensi geakan poton adalah, Hz. 3. Jawaban: d ah induksi magnet akibat kawat penghanta yang dialii aus listik dapat ditentukan dengan atuan genggaman tangan kanan. bu jai menunjukkan aah aus sedangkan empat jai lainnya yang melengkung menunjukkan aah induksi magnetik. Bedasakan konsep tesebut, pilihan yang tepat adalah pilihan d. 4. Jawaban: a α 50,5 µ 0 4π 0 7 Wb/m a 50 cm 5 0 m B 50 µ 0 B 360 a 7 5(4π 0 )(,5) (5 0 ),5π 0 6 T 0,5π 0 5 T Jadi, besa induksi magnetik di pusat lingkaan adalah,5π 0 6 T atau 0,5π 0 5 T. 5. Jawaban: b 5 ampee a 0 cm 0 m B p dan aah µ 0 B a 7 (4π 0 )(5) ( 0 ) 3,4 0 5 tesla Fisika Kelas X 93

95 B µ 0 π a 7 (4π 0 )(5) π( 0 ) 0 5 tesla B p B B 3, ,4 0 5 tesla Jadi, induksi magnetik di titik P,4 0 5 tesla dengan aah ke dalam. 6. Jawaban: d Dengan menggunakan atuan tangan kanan akan dipeoleh: ) aah medan magnet dai kutub utaa menuju kutub selatan ditunjukkan oleh empat jai; ) aah aus dai B ke ditunjukkan oleh ibu jai yang luus. Bedasakan penjelasan di atas seta atuan tangan kanan, maka aah gaya magnetik tegak luus masuk bidang ketas. Jadi, pilihan jawaban yang tepat adalah pilihan d. 7. Jawaban: c B B Φ Φ 9. Jawaban: d 8 a 0 cm 0 m µ 0 4π 0 7 Wb/m F µ 0 π a F 7 (4π 0 )(8)(8) π( 0 ) 6,4 0 4 Jadi, gaya yang bekeja pada kawat tiap metenya 6,4 0 4 N. 0. Jawaban: a,5 5 a 5 cm 5 0 m a (5 5) cm 0 cm 0 m B p B B,5 5 cm 5 Φ Φ Φ B B 5 cm Φ Φ B ( B)( ) Φ Φ Jadi, fluks magnetik yang dihasilkan Φ. 8. Jawaban: a µ 0 B Q π a µ 0 4π 0 7 Wb/m 8 a cm 0 m B Q 7 (4π 0 )(8) π( 0 ) ah induksi magnetik bedasakan kaidah tangan kanan yaitu mendekati bidang ketas. Jadi, jawaban yang tepat adalah pilihan a. B p B B µ π a 0 µ π a 0 µ 0 π a a 7 (4π 0 ),5 5 π Wb/m Jadi, besa induksi magnetnya 0 5 Wb/m.. Jawaban: d q,6 0 9 C α 45 F N B 0,4 T v F B q v sin α 94 adiasi Elektomagnetik

96 v F Bqsinα (0,4)(,6 0 )sin (0,4)(,6 0 )(0,5 ), m/s Jadi, kecepatan elekton adalah, m/s.. Jawaban: a F F B F FB F B a B B a 3 F F B 3 a B 3a B F B 3a a F Jadi, gaya sekaang tidak mengalami peubahan. 3. Jawaban: b a a a a F F F F 0 µ π a 0 µ π a a a Jadi, aus yang dibutuhkan sebesa. 4. Jawaban: a v m/s B,5 0 3 T α 30 q,6 0 9 C F F B q v sin α (,5 0 3 )(,6 0 9 )(4 0 5 )(sin 30 ) (,5 0 3 )(,6 0 9 )(4 0 5 )( ) N Jadi, gaya Loentz pada patikel adalah N. 5. Jawaban: c 0 N.400 lilitan B π 0 Wb/m µ 0 4π 0 7 Wb/m µ 0N B µ 0N B 7 (4π 0 )(0)(.400) m (π 0 ) 8 0 m 8 cm Jadi, panjang solenoid 8 cm. B. Uaian. 0 a 5 cm 5 0 m µ 0 4π 0 7 Wb/m B µ 0 B π a 7 (4π 0 )(0) π(5 0 ) T Jadi, besa induksi magnetik adalah T.. a 0 cm 0 m N 0 µ 0 4π 0 7 Wb/m B p µ B p N 0 a 7 ()(4π 0 )(0) ( 0 ) 4π 0 5 T Jadi, besa induksi magnetik sebesa 4π 0 5 T. 3. kawat 3,4 m D kawat mm 0 3 m D solenoid 5 cm 5 0 m V 0 V P 0 W a. N dan b. B di pusat solenoid Fisika Kelas X 95

97 a. N panjang kawat keliling lingkaan kawat π D solenoid 3,4 m π (5 0 ) 3,4 (3,4)(5 0 ) 00 lilitan N D kawat (00)( 0 3 m) 0, m 0 cm b. P V P V 0 W 0,5 ampee 0 V 0 B µ N 7 (4π 0 )(00)(0,5) T (0,) π 0 4 T Jadi, medan magnet maksimum di pusat solenoid sebesa π 0 4 T. 4. Kawat sepanjang 50 cm dialii aus 40 sehingga memiliki gaya Loentz sebesa 0,7 N. pabila sudut yang dibentuk antaa aah aus dan aah medan magnetik 30, hitung kuat medan magnet homogennya! Jawaban: 40 F 0,7 N α cm,5 m B F B sin α B F sinα (0,7) (40)(,5)sin30 0,7 (40)(,5)(0,5),4 0 Jadi, kuat medan magnet homogennya,4 0 Wb/m. 5. Suatu muatan positif dihasilkan oleh sumbe tegangan volt yang dihubungkan dengan kapasito 5 µf. Jika muatan positif begeak dengan kecepatan 0 5 m/s dalam medan magnetik yang besanya 5 Wb/m, hitunglah gaya Loentz yang dihasilkan! Jawaban: V volt C 5 µf F v 0 5 m/s B 5 Wb/m F L F L B q v B (C V ) v (5)(5 0 6 )()( 0 5 ) N Jadi, gaya Loentz yang dihasilkan sebesa 0 N. 6. Pehatikan gamba! Sebuah kawat penghanta luus panjang dialii aus listik 4 dan teletak di uang hampa. Sebuah elekton begeak luus sejaja dengan kawat dan belawanan aah aus dengan kelajuan m/s. pabila jaak elekton dengan kawat mm, hitung gaya magnetik yang dialami elekton! Jawaban: v m/s 4 a mm 0 3 m q,6 0 9 C F F B q v µ 0 ( π a ) q v (4π 0 )(4)(,6 0 )(6 0 ) 3 π( 0 ) 6,4 0 8 N Jadi, gaya magnetik yang dihasilkan sebesa 6,4 0 8 N. 7. Zaah bemuatan listik yang begeak masuk dalam medan magnetik dengan lintasan beupa lingkaan bejai-jai 0 cm. Zaah lain begeak dengan kelajuan 0,8 kali kelajuan zaah petama. Jika zaah kedua memiliki jai-jai lintasan 0 cm, hitung pebandingan massa pe muatan zaah petama dan zaah kedua! 96 adiasi Elektomagnetik

98 Jawaban: Diketahui; F s F L mv q v B mv q B m q m q m q B v v v m q 0 0,8v m 0 v q m q m q cm 0 cm v 0,8v m m q : q 5 Jadi, pebandingan massa pe muatan zaah petama dan zaah kedua adalah : E V/m B 0, T v F L F listik q v B q E v E B , 0 5 Jadi, kelajuan geak patikelnya 0 5 m/s. 9. m 00 mg 0 4 kg q C v m/s B Patikel tidak beubah aah maka belaku ΣF 0 ΣF 0 F L w 0 F L w B q v m g B mg qv 4 ( 0 )(0) 8 4 (4 0 )(5 0 ) ,5 Jadi, keapatan fluks magnetiknya 0,5 tesla. 0. E k.500 ev.500, joule B 00 gauss 0 Tesla q,6 0 9 C m 9, 0 3 kg mv qb me k qb (9, 0 )(4 0 ) (,6 0 )( 0 ) 7,8 0 3, 0,69 0 3, m m 8,4 0 4 m Jadi, jai-jai elekton adalah 8,4 0 4 m. m Fisika Kelas X 97

99 Setelah mempelajai bab ini, peseta didik mampu:. menjelaskan dan menganalisis fenomena induksi elektomagnetik bedasakan pecobaan;. menciptakan geneato sedehana bedasakan pinsip induksi elektomagnetik. Bedasakan pengetahuan dan keteampilan yang dikuasai, peseta didik:. mensyukui keseimbangan antaa medan magnet dan medan listik sehingga tecipta teknologi yang sangat bemanfaat;. bepeilaku ilmiah dalam kegiatan pembelajaan dan kehidupan sehai-hai. nduksi Faaday GGL nduksi nduktansi plikasi nduksi Faaday dalam Poduk Teknologi Menyelidiki timbulnya GGL induksi melalui pecobaan. Mendiskusikan hukum Lenz untuk menentukan aah GGL induksi. Menyelidiki GGL induksi pada loop kawat melalui pecobaan. Menyelidiki timbulnya induktansi dii pada kumpaan melalui pecobaan. Mendiskusikan pesamaan induktansi dii. Mendiskusikan induktansi besama pada dua buah kumpaan. Mendiskusikan pesamaan induktansi besama pada koil tesla. Mengamati pinsip keja dinamo sepeda. Mendiskusikan aplikasi induksi faaday pada geneato. Mendiskusikan aplikasi induksi faaday pada tansfomato. Mensyukui kebesaan Tuhan yang Maha Kuasa yang telah menciptakan bahan-bahan yang sangat bemanfaat dalam teknologi. Bekeja keas dalam memanfaatkan bahan-bahan dalam teknologi. Teliti, objektif, dan cemat dalam melakukan pengamatan. Memiliki asa ingin tahu yang tinggi, juju, dan betanggung jawab dalam melaksanakan tugas. Menjelaskan hukum Faaday tentang GGL induksi bedasakan hasil pecobaan. Meneapkan hukum Lenz untuk menentukan polaitas GGL induksi. Menganalisis GGL induksi pada loop kawat yang digeakkan di dalam medan magnet. Menganalisis induktansi dii dan induktansi besama. Menjelaskan pinsip keja dinamo sepeda. Menganalisis besaan-besaan pada geneato C dan DC. Menganalisis besaan-besaan pada tansfomato. 98 nduksi Faaday

100 . Pilihan Ganda. Jawaban: d Faaday membuktikan bahwa aus listik dapat dibangkitkan menggunakan medan magnet pada sebuah kumpaan. Timbulnya aus listik pada kumpaan menandakan adanya GGL yang diinduksikan pada kumpaan. Namun, aus listik hanya timbul jika magnetnya begeak. Jadi, yang menyebabkan timbulnya GGL induksi adalah peubahan medan magnet akibat geakan magnet.. Jawaban: d D pabila kutub utaa S magnet didekatkan maka tejadi petambahan gais U gaya magnetik dai D ke C yang dilingkupi oleh G kumpaan. Sesuai dengan hukum Lenz maka timbul gais gaya B C magnetik bau dai D ke C untuk menentang petambahan tesebut di atas. Gais gaya magnetik ini menimbulkan aus induksi dengan aah CDB (atuan tangan kanan) sehingga jaum galvanomete begeak ke kanan. Jika kutub utaa magnet dijauhkan maka akan tejadi kebalikannya sehingga jaum galvanomete begeak ke kii dan akhinya behenti. 3. Jawaban: b N 0 lilitan Φ m 5 0 Wb Φ m 0 t 0, sekon GGL induksi dφ ε N m dt Φm Φ N m N dt (0) (5 0 ) 0, 0,5 V(0 lilitan),5 V Jadi, GGL induksi yang timbul sebesa,5 V 4. Jawaban: b 5 cm 0,5 m v 4 m/s B 0, T ε ind dan aahnya ε ind B v (0, T)(0,5 m)(4 m/s) 0, volt ah medan magnet menuju ketas dan aah geak ke kanan. Dengan demikian gaya Loentz beaah ke kii. Bedasakan atuan tangan kanan, maka aah aus akan ke atas (dai Q ke P). 5. Jawaban: a Φ m Wb Φ m 0 t 3 detik ε ind ΔΦm ε ind Δt Φm Φ m Δt 6 (0) (5 0 ) 3, volt Jadi, GGL induksi yang timbul, volt. 6. Jawaban: a m ω 0 ad/s B 0, T ε Menuut hukum Faaday: ε ind d Φ Bd dt dt B π Δt B π ( T ) B ω ε ind (0,)(0)() 0,5 V Jadi, GGL induksi antaa kedua ujung tongkat sebesa 0,5 V. 7. Jawaban: e.00 cm 0, m N 500 lilitan ΔB (600 00) mt 400 mt 0,4 T Δt 0 ms 0,0 s ε ind ε ind N Δ Φ Δt ΔB N Δt 500 (0,4)(0,) 0,0.00 V (tanda negatif menunjukkan hukum Lenz) Jadi, GGL induksi yang timbul sebesa.00 V. 8. Jawaban: b 3 cm 0,3 m B 0,75 T v 8 m/s 0 Ω ε ind,, F, kutub dan B Fisika Kelas X 99

101 ) ε ind B v (0,75)(0,3)(8) V,9 V Jadi, GGL induksi yang ditimbulkan,9 V (nomo bena). ε ),9 V 0 Ω 0,096 Jadi, aus di sebesa 0,096.(nomo salah) 3) F B (0,75)(0,096)(0,3) N 0,0304 N ah gaya Loentz ke kii belawanan dengan aah kecepatan. Jadi, gaya Loentz di B 0,0304 N ke kii. (nomo 3 salah) 4) Medan magnet masuk bidang gamba dan aah gaya Loentz ke kii sehingga aus ke atas. us mengali dai positif ke negatif sehingga B positif dan negatif. (nomo 4 salah) Jadi, penyataan yang bena ditunjukkan nomo ) dan 4). 9. Jawaban: b ε ind N ΔΦ Δt N N Δ B Δt ε ind ΔB Δt 44V (0, m )( T/s) ε ind 44 V ΔB T/s Δt 0, m N N Δ B Δt 600 lilitan Jadi, jumlah lilitan sebanyak Jawaban: b N 00 lilitan s 0 cm 0, m B 0 T B 0,5 T Δt 0,4 s ε ind ε ind N ΔΦ Δt N Δ B Δt N ( B B) s Δt (0,5 T 0 T)(0, m) (0,4 s) (00) 0 V Jadi, GGL induksi yang timbul sebesa 0 V. B. Uaian. 00 cm 0 m B 8 0 T a. Φ (θ 30 ) b. Φ (θ 60 ) a. Φ B cos θ (8 0 )( 0 ) cos 30 (6 0 4 )( 3 ) Jadi, fluks magnetik pada sudut 30 sebesa Wb. b. Φ B cos θ (8 0 )( 0 ) cos 60 (6 0 4 )( ) Wb Jadi, fluks magnetik pada sudut 60 sebesa Wb.. B 0,4 T 50 cm 0,5 m v 0 m/s 5 Ω ε ind dan a. ε ind B v (0,4)(0,5)(0) V V Jadi, GGL induksi yang tejadi sebesa volt. ε b. ind V 5 Ω 0,4 Jadi, besa kuat aus dalam angkaian 0,4. 3. N 0,06 m ΔB Δ t 0 4 T/s 0 Ω 00 nduksi Faaday

102 ε ind ΔΦ N Δt N ΔB Δt 4 ()(0,06)( 0 ) Jadi, aus induksi yang timbul sebesa N 800 Δt 0,0 sekon Φ 4 B 0 5 Wb ε,5 volt Φ N ΔΦB ε ind Δt ΔΦ B εind Δt N (,5 volt)(0,0 s) 800 ΔΦ B, Wb ΔΦ B Φ Φ B B Keapatan fluks sebelumnya: Φ Φ B B ΔΦ B (4 0 5 Wb) (, Wb),5 0 5 Wb Jadi, keapatan fluks sebelumnya sebesa,5 0 5 Wb cm 0,3 m B,5 0 4 T v 8 m/s 0,0 Ω a. b. F a. ε B v (,5 0 4 T)(0,3 m)(8 m/s) V 4 ε 6 0 V 0,03 0,0 Ω ah aus induksi ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan pada gaya Loentz. Oleh kaena kawat digeakkan ke kii, gaya Loentz beaah ke kanan. Bedasakan kaidah tangan kanan, aah aus induksi dai B ke (ke atas). Jadi, aus induksi yang mengali pada kawat 0,03 dai B ke. b. F B (,5 0 4 )(0,03)(0,3),5 0 6 N Jadi, gaya Loentz yang bekeja pada kawat,5 0 6 N.. Pilihan Ganda. Jawaban: b N 600 lilitan L 40 mh 4 0 H Δ (0 4) 6 Δt 0, detik ε ε L d dt Δ L Δt (4 0 H) 6 0,s,4 V Jadi, beda potensial ujung-ujung kumpaan sebesa,4 V.. Jawaban: b L 50 mh 0,05 H Δ (00 40) m 60 m 6 0 Δt 0,0 detik ε ε L d (6 0 ) (0,05 H) 0,3 V dt 0,0s Jadi, GGL induksi yang dibangkitkan sebesa 0,3 V. 3. Jawaban: b Tooid: N.000 lilitan 0,5 m 0 3 m Δ (9 7) Δt detik Kumpaan: N 5 lilitan μ 0 4π 0 7 H/m ε μ0n N M π ( π )(0,5 m) H 7 3 (4 0 H/m)(.000)(5)( 0 m ) Fisika Kelas X 0

103 GGL induksi pada kumpaan ε M Δ Δt (4 0 6 )( ) V 8 μv Jadi, GGL imbas pada kumpaan sebesa 8 μv. 4. Jawaban: c ε ind L d dt,6 (0,8) dt,6 0,8(4t 4),6 3,t 3, t 3,,6 3, L 0,8 H t 4t 3 m ε ind 0,0 detik t d(t 4t 3) t 4,8 3,,5 Jadi, GGL induksi sebesa,6 V tejadi saat t,5 sekon. 5. Jawaban: a Tepat saat sakela S ditutup, aus listik tidak seta meta mengali pada esisto. Hal ini disebabkan adanya GGL induksi timbul pada indukto L yang menentang peubahan aus tesebut. Dengan demikian tidak ada beda potensial pada esisto. Sebaliknya, GGL induksi yang timbul pada indukto memiliki nilai yang sama dengan GGL bateai tetapi belawanan aah untuk menjaga kondisi aus tetap nol. Jadi, pada saat sakela ditutup nilai GGL bateai sama dengan nilai GGL induksi pada indukto tetapi aahnya belawanan. dapun GGL pada esisto benilai nol kaena aus listik belum mengali. Seiing waktu belalu, GGL pada indukto bekuang sedangkan GGL pada esisto betambah kaena aus listik pada esisto betambah. 6. Jawaban: a L 4,0 mh H Δ,0,5 0,5 Δt 0,0 s ε ind ε ind L Δ Δt (4 0 3 H) ( 0,5) 0, V (0,0 s) Jadi, GGL induksi yang timbul sebesa 0, V. 7. Jawaban: b L 0 μ N D cm 0,5 cm 0,005 m N 00 lilitan 50 cm 0,5 m L 7 (4π 0 )(00) ( π)(0,005) (0,5) π 0 7 Jadi, induktansi dii indukto sebesa π 0 7 H. 8. Jawaban: a L H 0, 0,05 Δt 0 ms 0,0 s ε ε L d dt ( L ) Δt () (0,05 0,) 0,0 V 5 V Jadi, GGL induksi yang dibangkitkan solenoid sebesa 5 volt. 9. Jawaban: b ε L Δ Δt,8 L ε,8 V 0 m 0,0 5 m 0,005 Δt 5 ms 0,005 s L (0,005 0,0) 0,005 0,005,8 L 0,05 L (,8)(0,005) 0,6 0,05 Jadi, induktansi dii angkaian sebesa 0,6 H. 0. Jawaban: a 0 cm 0, m N 500 lilitan N 00 lilitan 0 cm 0 3 m M 0 nduksi Faaday

104 μ0 NN M 7 3 (4π 0 )( 0 )(500)(00) 0, 4π 0 4 Jadi, induktansi besama kedua solenoid sebesa 4π 0 4 H. B. Uaian. L 500 mh 0,5 H 0,5 0,05 Δt 0 ms 0,0 s ε ε L dl dt ( l L ) Δt (0,5) (0,05 0,5) 0,0 5 V GGL induksi dii yang dibangkitkan dalam solenoid sebesa 5 V.. 0,008 m L H N 60 L 0 μ N μ0n L 7 (4π 0 Wb/m)(60 )(0,008 m ) H 0,63 m 6,3 cm Jadi, panjang solenoid 6,3 cm. 3. 0,5 L 4 H Δt 0,0 s 0 ε ind ε ind L Δ Δt (4 H) (0 0,5 ) (0,0 s) 00 V Jadi, GGL ata-ata yang diinduksikan sebesa 00 V. 4. N 500 lilitan 0 cm 0, m 4 cm m ε ind 400 μv V μ 0 4π 0 7 Wb/ m d dt ε ind L d dt μ0n d ε ind dt d ε ind dt μ0n 4 (4 0 V)(0, m) 7 4 (4π 0 Wb/m)(500) (4 0 m ) 0,637 /s Jadi, laju penuunan aus listik di dalam indukto sebesa 0,637 /s. 5. Peubahan medan magnet yang konstan di dalam indukto menimbulkan GGL induksi yang konstan di dalam indukto. GGL induksi selalu melawan peubahan medan magnet di dalam indukto. danya GGL induksi menyebabkan penuunan aus listik pada angkaian. Oleh kaena GGL induksi benilai konstan, aus listik yang mengali pada saat dipasang indukto lebih kecil daipada aus listik yang mengali tanpa indukto pada tegangan sinusoidal. Selanjutnya, besi yang dimasukkan di dalam indukto meningkatkan medan magnet solenoid. Hal ini beakibat GGL induksi pada indukto menjadi lebih besa sedangkan aus listik menjadi lebih kecil. kibatnya, nyala lampu menjadi lebih edup dai semula.. Pilihlan Ganda. Jawaban: b Besa GGL induksi pada geneato diumuskan sebagai beikut. ε NBω sin ωt Dengan demikian, besa GGL induksi pada geneato dipengauhi oleh: ) banyak lilitan kumpaan (N); ) induksi magnet (B); 3) luas bidang kumpaan (); 4) kecepatan sudut (ω). Hambatan kumpaan tidak memengauhi besa GGL induksi. Jadi, penyataan yang bena adalah nomo ) dan 3).. Jawaban: b 6 cm 8 cm 48 cm 4,8 0 3 m N 50 lilitan B 0 mt 0,0 T ω 0 ad/s ε maks Fisika Kelas X 03

105 ε maks N B ω (50)(0,0)(4,8 0 3 )(0) V,44 V Jadi, GGL bolak-balik maksimum sebesa,44 V. 3. Jawaban: d V lampu 6 V P lampu 30 W V p 0 V p η P s 4P lampu 4(30 W) 0 W P p V p p (0 V)( ) 0 W Ps η P 00% p 0 W 00% 54,5% 0 W Jadi, efisiensi tafo 54,5%. 4. Jawaban: b Gaya geak listik maksimum geneato ε m N B π T atau εm ~ N T ga ε m dua kali semula maka T (peiode) dijadikan kali semula atau jumlah lilitan dijadikan dua kali semula. 5. Jawaban: e η 75% V p 0 V V s 0 V s p Ps η P P s η P p p V s s η V p p V s s (0)() p ηvp (0,75)(0) p 0,75,33 Jadi, aus pada kumpaan pime sebesa,33. 6 Jawaban: c V p 50 V V s 00 V N p 800 V η 80% P s 80 W p, s, P p, N s Ps ) η 00% V p p 80 W 80% 00% (50 V)p p (nomo salah) ) s P V s s 80 W (50 V)(0,8) 80 W 00 V 0,4 (nomo bena) 3) P p V p p (50 V)( ) 00 W (nomo 3 salah) Vs 4) N s V N p p 00 V (800) 3.00 (nomo 4 bena) 50 V Jadi, jawaban yang bena ditunjukkan nomo ) dan 4). 7. Jawaban: b V p 5 V V s 50 V η 80% Lampu: V 50 V P 50 W p Oleh kaena tegangan sekunde sama dengan tegangan yang tetulis pada lampu maka daya sekunde sama dengan daya yang tetulis pada lampu. P s P 50 W, maka Ps η P (00%) p 50 W 80% (00%) Pp P p 50 W( 00% 80% ) 6,5 W p Pp V p 6,5 W 5 V,5 Jadi, kuat aus pada kumpaan pime,5. 8. Jawaban: b N p : N s : 4 V p 0 V p V s 40 V P hilang 4 W s P s P p P hilang V s s V p p 4 04 nduksi Faaday

106 40 s (0)() 4 40 s 6 s ,4 Jadi, kuat aus keluaan sebesa 0,4. 9. Jawaban: d V pp η V ss V pp s V η s V p 0 V p 50 m 0,05 η 80% V s 5 V s (0 V)(0,05 ) (5 V)(80%),75 Jadi, aus listik yang mengali pada kumpaan sekunde sebesa, Jawaban: b N p : N s 0 : V p 0 V p 0,5 ΔP W V s dan s V N p V p s Ns V s N N s V p p (0 V) V 0 Tegangan sekunde tafo V. P p V p p (0 V)(0,5 ) 0 W P s P p ΔP 0 W W 99 W P s V s s s P V s s 99 W V 4,5 Jadi, aus sekunde tafo sebesa 4,5.. Jawaban: c 0, m f 60 Hz N 00 lilitan B 0,4 T ε maks ε maks N B ω NB(π f ) (00)(0,4 T)(0, m )(π)(60 Hz).507 V,5 kv Jadi, GGL maksimum yang dihasilkan sebesa,5 kv.. Jawaban: c N 00 lilitan 00 cm 0,0 m B 0, T 5 Ω f 50 Hz maks ε maks N B ω N B (π f) (00)(0, T)(0,0 m )(π)(50 Hz) 40π V εmaks maks π 40 V 5 Ω,6π Jadi, aus induksi maksimum sebesa,6π. 3. Jawaban: a ε 0 50 V Ω ε ind 60 V 0 : ind Ketika moto petama kali dinyalakan, GGL induksi benilai GGL induksi benilai nol kaena kumpaan belum beputa. ε V Ω,5 Pada saat mencapai kelajuan maksimum, GGL induksi benilai maksimum dan melawan GGL moto mula-mula. ε ε0 (50 V 60 V) Ω 7,5 0,5 7,5 5 3 Jadi, pebandingan aus listik saat moto dinyalakan dan ketika mencapai kelajuan maksimum adalah 5 : 3. Fisika Kelas X 05

107 4. Jawaban: d V s 65 kv V V p 0 V N p 00 lilitan N s Ns V N p V N s V s Vp s N p p (00 lilitan) lilitan Jadi, lilitan sekunde haus bejumlah lilitan V 0 V 5. Jawaban: e N p.500 lilitan N s 00 lilitan V s 0 V s 4,3 p 0,6 ΔP P s V s s (0 V)(4,3 ) 946 W Vp V Np s Ns Np V p N V s s.500 lilitan (0 V).650 V 00 lilitan P p V p p (.650)(0,6) W 990 W ΔP P p P s ( ) W 44 W Jadi, daya yang beubah menjadi kalo sebesa 44 W. B. Uaian. 50 cm m N.000 lilitan B 0, Wb/m ε maks 00 volt ω ε maks N B ω ω εmaks NB 00 (.000)(0,)(5 0 ) 3 ad/s 00 ad/s Jadi, kecepatan sudut geneato 00 ad/s.. η 80% V p 300 volt V s 30 volt p 0,5 s η s V s η pvp V s V p p s (80%) (0,5 )(300 V) (30 V) 4 Jadi, besa kuat aus pada kumpaan sekunde sebesa m kg t s V 50 V h,5 m 3,9 g 9,8 m/s η E η p W 00% mgh Vt 00% ()(9,8)(,5) (50)(3,9)() 00% % 5% Jadi, efisiensi elektomoto 5%. 4. f 50 Hz B 0,5 T 0 m ε m 0 V N Kecepatan sudut: ω π f (3,4)(50) 34 ad/s GGL maksimum: ε m N B ω εm N ω B 0 (0,5)( 0 )(34) 33,5 34 lilitan Jadi, jumlah lilitan kumpaan geneato sebanyak 34 lilitan. 5. η 80% 0,8 Lampu (0 buah; paalel) V V P 40 W N p : N s 0 : a. P p b. V p c. p 06 nduksi Faaday

108 a. P s P tot lampu 0(40 W) 400 W Ps η P p Ps P p η 400 0,8 W 500 W Jadi, daya masukan tafo 500 W. b. Oleh kaena lampu dipasang paalel, tegangan sekunde tafo sama dengan tegangan lampu. V s V N p : N s 0 : Np N V p s Vs 0 Vp V p 0() volt 40 volt Jadi, tegangan pime tafo 40 V. c. P p V p p P p p,08, V p Jadi, aus pada kumpaan pime sebesa,. 500 W 40 V. Pilihan Ganda. Jawaban: e.500 cm 0,5 m N 00 ΔB (600 00) mt 400 mt 0,4 T Δt 0 ms 0,0 s ε ind ε ind N Δ Φ ΔB Δt N Δt 00 (0,4)(0,5) 0,0.00 V (tanda negatif menunjukkan hukum Lenz) Jadi, GGL induksi yang timbul.00 V.. Jawaban: b N 00 8 Ω Φ t t 8 t 0 0 ε t N Δ Φ Δt ( t 00 t 8) dt (00)(t ) Saat t 0 ε 0 (00)((0) ) 400 V Tanda negatif menunjukkan aah aus induksi melawan peubahan fluks. ε V 8 Ω 50 Jadi, aus yang melalui kumpaan Jawaban: d 50 cm 0,5 m v 5 m/s B,0 Wb/m ε ind ε ind B v (,0 Wb/m )(0,5 m)(5 m/s) 5 volt Jadi, GGL induksi yang tejadi sebesa 5 volt. 4. Jawaban: a L 0,5 H 3t 6t 8 ε 7 V t ε L d dt d( 3t 6t 8) 7 (0,5) dt 7 0,5( 6t 6) 7 3t 3 3t 30 t 0 GGL induksi dii 7 V tejadi saat t 0 s. 5. Jawaban: d V p 0 V V s V s η 80% p Fisika Kelas X 07

109 Ps η P 00% p V s s 80% 00% V p p ( V)( ) 0,8 (0 V) p 8 0,5 Jadi, nilai p sebesa 0,5. 6. Jawaban: e Δ ε ind L Δt 6 V L ( 0,5) 0, s p Δ 0,3 0,8 0,5 Δ 0, s ε ind 6 V L L, 0,5 H,4 H Jadi, induktansi dii solenoid sebesa,4 H. 7. Jawaban: a 0,05 m ΔB Δ t 0 T/s 0, Ω ind Δφ ε ind Δ t Δ ( Δt Δ B Δt (0,05 m )( 0 T/s) 0 3 V εind ind 3 0 V 0,Ω 0 0,0 Δφ Δ t negatif ε ind positif Medan magnet mengalami penuunan sehingga fluks magnetik juga mengalami penuunan. GGL induksi menentang peubahan fluks magnetik sehingga GGL yang timbul benilai positif. Bedasakan kaidah genggaman tangan kanan, aus listik yang mengali seaah putaan jaum jam. Jadi, aus induksi yang mengali 0,0 seaah putaan jaum jam. 8. Jawaban: b Δφ 0,05 Wb/s Δ t ε ind 5 V N Δφ ε ind N Δ t Tanda negatif menunjukkan hukum Lens. Δφ ε ind N Δ t εind N Δφ Δt 5 V 0,05 Wb/s 300 Jadi, lilitan kumpaan bejumlah 300 lilitan. 9. Jawaban: d N 500 liiltan ΔΦ 0 4 Wb Wb Wb Δt 0,04 s N Δφ ε ind N Δ t (6 0 Wb) (0,04 s) 7,5 V (Tanda negatif menunjukkan GGL induksi yang timbul menentang peubahan fluks magnetik.) 0. Jawaban: d GGL induksi pada geneato diumuskan: ε ind N B ω sin ωt Bedasakan pesamaan di atas, GGL induksi dapat dipebesa dengan caa menambah jumlah lilitan kumpaan (N), mempebesa medan magnet (B), mempebesa luas loop kumpaan (), dan mempecepat laju otasi kawat (ω). Hambatan kawat tidak memengauhi GGL induksi yang dihasilkan, tetapi memengauhi aus induksi yang mengali. Dengan demikian pelakuan yang dapat meningkatkan GGL induksi pada geneato ditunjukkan nomo ), 3), dan 4).. Jawaban: b 5 cm 0,5 m B 0,4 T F, N Besa aus: F B F B, N (0,4 T)(0,5 m) 0 08 nduksi Faaday

110 ah aus ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan. Jai telunjuk sebagai aah B menunjuk ke kanan, jai tengah sebagai aah F masuk bidang gamba, sehingga ibu jai sebagai aah aus menunjuk ke atas. Dengan demikian, aus yang mengali sebesa 0 dai B ke.. Jawaban: a N cm 8 0 m m 5 W π π(8 0 m) 6,4π 0 3 m 0 L μ N π 0,004π H 7 3 (4 0 )(.000) (6,4 π 0 ) W L (0,004π )(5) 0,8π J Enegi yang tesimpan dalam solenoid sebesa 0,8π J. 3. Jawaban: c Δ ε L Δt 36 L (,5) 0, Δ,5 Δt 0, s ε 36 V L L 7,,5,88 Jadi, induktansi dii pada angkaian sebesa,88 H. 4. Jawaban: e N p x N s 00 V p 0 V V s y p s 4 x dan y Vs V p p s V s p V p (0 V) 55 V s 4 Np N Vp Vp N s V p s V N s 0 V (00) 400 s 55 V Jadi, x 400 dan y 55 V. 5. Jawaban: d N p : N s : V p 40 V p 4 ΔP 6 W V s 80 V s P p V p p (40 V)(4 ) 60 W P s P p ΔP (60 6) W 44 W P s s V 44 W s 80 V,8 Kuat aus keluaannya sebesa,8. 6. Jawaban: e p V p 0 V P s 35 watt η Ps η P 00% p Ps V 00% 35 watt 00% 79,5% ( )(0 V) p p Jadi, efisiensi tafo tesebut 79,5%. 7. Jawaban: d N 400 lilitan B 0,5 T p 0 cm 0, m 5 cm 0,05 m ω 60 ad/s ε m p (0, m)(0,05 m) 0,005 m ε m NBω (400)(0,005)(0,5)(60) 60 V Jadi, GGL maksimum yang timbul sebesa 60 V. Fisika Kelas X 09

111 8. Jawaban: d V p 0 V V s 00 V P s 40 W η 80% p Ps η P 00% p 80% 40 W Pp P p 40 W 0,8 p P V p p 00% 50 W 50 W 0 V,5 Jadi, kuat aus pada kumpaan pime sebesa,5. 9. Jawaban: b εind B v (,5 T)(0,5 m)(4 m/s) 50 cm 0,5 m 6 Ω B,5 T v 4 m/s 0,5 (6 Ω) ah aus induksi dapat ditentukan sebagai beikut. Gaya Loentz belawanan dengan aah kecepatan kawat PQ yaitu ke kii. Selanjutnya, aah aus induksi ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan. Gaya Loentz beaah ke kii ditunjukkan oleh aah telapak tangan. Medan magnet beaah ke atas ditunjukkan oleh aah keempat jai tangan. dapun ibu jai menunjukkan aah aus induksi yaitu ke bawah (dai P ke Q). 0. Jawaban: d 0 cm 8 cm 80 cm m N 00 lilitan B 0,05 T ω.00 pm.00( π 60 ) ad/s 40π ad/s ε maks ε maks N B ω (00)(0,05T)(8 0 3 m )(40π ad/s) 3,π V Jadi, GGL maksimum yang dihasilkan sebesa 3,π V. B. Uaian. B T v 0,5 m/s 0 cm 0, m a. ε b. a. ε ind B v ( T)(0, m)(0,5 m/s) 0, volt Jadi, GGL induksi yang tejadi sebesa 0, V. b. us induksinya jika 0 Ω ε ind εind 0, V 0 Ω 0,0 Jadi, aus induksi yang timbul sebesa 0, cm 0,3 m B 0,05 T v m/s Ω a. b. besa F a. ε ind B v (0,05)(0,3)() V 0,03 V ε ind 0,03 V 0,05 5 m Ω Jadi, aus induksi yang mengali pada kawat sebesa 5 m. b. F B (0,05 )(0,05 )(0,3 m),5 0 4 N Jadi, gaya Loentz yang bekeja pada kawat sebesa,5 0 4 N 3. N 600 lilitan Δt 0,0 sekon Φ 8 B 0 5 Wb ε ind 3 volt Φ N ΔΦB ε ind Δt ε ind Δ t (3 volt)(0,0 s) ΔΦ B N 600 ΔΦ B Wb ΔΦ B Φ Φ B B Keapatan fluks sebelumnya: Φ Φ B B ΔΦ B (8 0 5 Wb) (5 0 5 Wb) Wb Jadi, apat fluks sebelumnya Wb. 0 nduksi Faaday

112 4. 0 Δt 0, s L H ε ind Δ ε ind L Δt ( H) (0 ) 0,s 40 V Jadi, GGL induksi pada indukto sebesa 40 V cm 0, m N 500 lilitan 0 cm 0 3 m ε ind 0,005π V μ 0 4π 0 7 Wb/m ε ind L d dt 0 N ε ind μ d ε ind dt μ0 N d dt d dt (0,005 π )(0,) 7 3,5 (4π 0 )(500) ( 0 ) Jadi, laju peubahan aus di dalam solenoid sebesa,5 /s cm 0, m N 00 lilitan N 300 lilitan 0 cm 0 3 m μ 0 4π 0 7 Wb m M μ0 NN M 7 3 (4π 0 )( 0 )(00)(300) (0,),4π 0 4 H Jadi, induktansi besama kedua solenoid sebesa,4π 0 4 H. 7. P P 4 kw η 70% P S P S η P 00% P PS 70% 00% W P S (0,70)(4.000 W).800 W Daya pada kumpaan sekunde.800 W. 8. N p 50 N s 60 V p 0 volt V s Vp V Np N s V s s NV s N p p (60)(0 V) volt Jadi, tegangan sekunde tansfomato 88 V. 9. ω 300 pm 300 π 60 ad/s 0π ad/s B T 0,0 m ε max 600π V B ε max N B ω N εmax Bω 600π V ( T)(0,0 m )(0π ad/s).500 Jadi, lilitan kumpaan geneato sebanyak.500 lilitan. 0. N cm 0,03 m B 0,5 T f 40 Hz θ 60 ε ε N B ω sin θ N B π f sin 60 (00)(0,5)(0,03)(π)(40)( 3 ) 0π 3 V Jadi, GGL induksi yang timbul sebesa 0π 3 V. Fisika Kelas X

113 . Pilihan Ganda. Jawaban: c f P f PB v 0 m/s v B 8 m/s f 540 m/s f B 550 m/s v 340 m/s f B v 0 f v v (340 0) m/s m/s 573,75 Hz v v 0 v f B B (540 Hz) (340 0) m/s (550 Hz) m/s 580,75 Hz Δf 580,75 Hz 573,75 Hz 7 Hz Jadi, fekuensi yang didenga pengamat sebesa 7 Hz.. Jawaban: a Stuktu bulu buung meak memiliki lubang-lubang miko yang memungkinkan tejadinya intefeensi saat tekena cahaya matahai. Wana pelangi pada gelembung sabun adalah hasil intefeensi pada lapisan tipis. Sementaa fenomena pelangi saat hujan dan munculnya spektum wana-wani di sekita bulan meupakan contoh peistiwa dispesi. 3. Jawaban: a N.500 goesan/cm.500 goesan cm,5 0 6 goesan/m θ 30 n λ N d sin θ n λ sin 30 λ 6,5 0 goesan/m λ λ 6,5 0 /m m Jadi, panjang gelombang tesebut m. 4. Jawaban: a 6 Ω Ω 6 4 Ω ε 40 volt V 3 dan 3 diangkai paalel P P P P 3 0 Ω 0 Ω 0 Ω 5 Ω 4 dan 5 diangkai paalel P P P P Ω 0 Ω 0 Ω 5 Ω, P, P, dan 6 diangkai sei sehingga mempeoleh nilai hambatan total. tot P 6 ( ) Ω 0 Ω us yang mengali pada angkaian V tot 40 V 0 Ω ampee Ulangan khi Semeste

114 Bedasakan konsep hambatan yang disusun sei, aus pada angkaian benilai sama pada setiap hambatannya. P P 6 Tegangan pada P V P P P ( )(5 Ω) 0 volt Jika dan 3 diangkai paalel, nilai tegangan di setiap hambatannya benilai sama dengan tegangan total. V P V V 3 0 volt Jadi, tegangan pada 3 sebesa 0 volt. 5. Jawaban: b L Ω Ω 3 Ω ε 6 V ε 9 V L pabila menggunakan konsep hukum Kichoff, dapat dimisalkan sesuai gamba beikut. Lampu Ω L Ω 3 Ω ε 6 V ε 9 V L Pada loop belaku: ΣE Σ 0 ε L L 0 6 L 0 L 6 L 3... () Pada loop belaku: ΣE Σ 0 ε 0 ε 3 9 3( L ) 9 3 L L () Pesamaan () dan pesamaan () dihubungkan L L L L 9 8 L 4 L 3 Jadi, aus yang mengali pada lampu sebesa 3,00 ampee. 6. Jawaban: e 4 0 Ω Ω V B 4 3 angkaian hambatan disusun menggunakan konsep tansfomasi ΔY. angkaian tansfomasi ΔY sebagai beikut. 5 (0)(0) (0) (0) (5) ,8 5 (0)(5) (0) (0) (5) B (0)(5) (0) (0) (5) C Sehingga angkaiannya menjadi: S dan S diangkai paalel P S C S B 5 S S 3 4 B B Fisika Kelas X 3

115 P ,4 dan P disusun sei sehingga hambatan totalnya: tot P 4 4,4 8,4 Ω Tegangan pada titik B V B ()(8,4) 6,84 Jadi, gelombang pada titik B sebesa 6,84 volt. 7. Jawaban: c 4c B 00 cm q 4c q B 6c E E B q k q k B B q qb B 4 6 x x x 0 x 0 x x 3x 0 (0 ) x 0 3 Jadi, posisi titik supaya medan listik sama dengan nol teletak pada posisi 0 cm dai titik Jawaban: d C μf C 4 μf C 3 4 μf V 8 volt W tot C dan C diangkai sei C S E 00 cm C C E B B 6c μf 4 μf 4 μf C S 4,33 μf 3 C S dan C 3 diangkai paalel C P C S C 3,33 μf 4 μf 5,33 μf Enegi total pada angkaian W tot C tot V C P V (5,33 μf)(8 V) (5,33 μf)(64 V) 70,56 μj,7 0 4 joule Jadi, enegi total pada angkaian,7 0 4 joule. 9. Jawaban: b B 0 a cm 0 m B P ah induksi magnet di titik masuk ke bidang gamba, sedangkan aah induksi magnet di titik B kelua bidang gamba. μ0 B π a 7 (4π 0 )(0) 4 π( 0 ) μ0b B B π ab 7 (4π 0 )(0) π(3 0 ), nduksi magnet di titik P B P B B B 4 0 4,33 0 4, Jadi, induksi magnet di titik P sebesa, tesla. 0. Jawaban: c B 0 a 4 cm 4 0 m a B 8 cm 8 0 m B P 4 Ulangan khi Semeste

116 nduksi magnetik di titik kelua bidang, sedangkan induks magnetik di titik B masuk ke bidang. μ0 B a 7 (4π 0 )(0) (4 0 ) 5π 0 5 tesla μ0 B B ab 7 (4π 0 )(0) (8 0 ),5π 0 5 tesla nduksi magnet di titik P B P B B B 5π 0 5,5π 0 5,5π 0 5 Jadi, induksi magnet di titik P sebesa,5π 0 5 tesla.. Jawaban: b 8 a 4 m B L μ B L N 0 a 7 (4π 0 )(8) (4) 4π 0 7 Jadi, induksi magnet di titik L sebesa 4π 0 7 tesla.. Jawaban: c a 0,0 m a 0,5 m B P B μ0 4 a 7 (4π 0 )() 4 (0,0) π 0 6 0π 0 7 B μ0 4 a 7 (4π 0 )() 4 (0,5) 4π 0 7 B P B B 0π 0 7 4π 0 7 6π 0 7 Jadi, medan magnet di pusat lingkaan sebesa 6π 0 7 T. 3. Jawaban: a 4 8 a m B P μ0 B π a 7 (4π 0 )(4) π() μ0 B a 7 (4π 0 )(8) () 8π 0 7 5, 0 7 B P B B 5, , 0 7 Jadi, induksi magnet di titik P sebesa, 0 7 tesla. 4. Jawaban: a N 50 0 a 40 cm 4 0 m B μ0 N B π a 7 (4π 0 )(0)(50) π(4 0 ) Jadi, besa induksi magnet di sumbu tooid sebesa T. 5. Jawaban: e 5 a 3 cm 3 0 m x 4 cm 4 0 m B di titik P x a 3 4 cm 9 6 cm 5 cm 5 cm 5 0 m 3 cm 4 cm P Fisika Kelas X 5

117 nduksi magnet di titik P μ0 a B P 3 (4π 0 )(5)(3 0 ) (5 0 ) 7 0,7π 0 5 Wb/m Jadi, induksi magnet di titik P sebesa 0,7π 0 5 Wb/m. 6. Jawaban: b 00 cm m N 50 5 μ 0 4π 0 7 Wb/m B B μ 0 N 7 (4π 0 )(5)(50) (),5π 0 4 T Jadi, induksi magnet di ujung solenoid,5π 0 4 T. 7. Jawaban: c B 5 mt T v m/s q,6 0-9 C F F Bqv (5 0 3 )(,6 0 9 )(4 0 6 ) 3, 0 5 N Jadi, gaya yang bekeja pada muatan sebesa 3, 0 5 N. 8. Jawaban: e μ 0 4π 0 7 Wb/m 3 3 a cm 0 m a 8 cm 8 0 m F ah gaya pe satuan panjang pada kawat. F μ π a 0 7 F F 3 3 (4π 0 )(3)(3) π( 0 ) N/m F 3 F μ π a (4π 0 )(3)(3) π(8 0 ),5 0 5 N/m F F ,5 0 5,5 0 5 N/m Jadi, gaya pe satuan panjang yang dialami kawat adalah,5 0 5 N/m. 9. Jawaban: a 5 F 6,4 0 8 N v m/s q,6 0 9 a F B q v B F qv T 6,4 0 (,6 0 )(4 0 ) μ0 B π a μ0 a πb 7 (4π 0 )(5) 4 π( 0 ) m 0 m cm 0. Jawaban: d mv Bq p Bq m 40 gam 4 0 kg q,6 C B 5 mt T 8 mm mm p p Bq (5 0 3 )(,6)(8 0 3 ) kg m/s kg m/s 6,4 0 5 kg m/s Jadi, momentum patikel sebesa 6,4 0 5 kg m/s.. Jawaban: d ah induksi magnet dapat ditentukan menggunakan atuan genggaman tangan kanan dengan ibu jai menunjukkan aah aus, sedangkan genggaman tangan menunjukkan aah induksi magnet. Bedasakan gamba pilihan yang tepat adalah 6 Ulangan khi Semeste

118 pilihan d dengan aah induksi magnet masuk tegak luus menembus bidang gamba menjauhi pembaca.. Jawaban: b ampee a 0 cm 0 m ah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan atuan tangan kanan. 6 cm 0 cm 8 cm B F Nm besa dan aah F μ 0 π a 7 (4π 0 )()( ) π ( 0 ) ,4 Jika kedua kawat saling taik-menaik, aah aus kawat kedua ke atas. Jadi, besa dan aah aus kawat kedua ( ) adalah 0,4 ampee ke atas. 3. Jawaban: d 4 m,5 B 0,05 T F Gaya magnet yang dialami penghanta F B (,5 )(4 m)(0,05 T) 0,5 N dapun aah gaya magnet dapat ditentukan dengan atuan tangan kanan. Bedasakan gamba, jika aah aus ke aah timu dan aah kuat medan magnet mendekati pembaca, aah gaya magnet ke bawah. 4. Jawaban: c a 6 cm 6 0 m 8 cm 8 0 m a B 6 8 cm 0 cm 0 0 m ah B dan B seaah yaitu ke aah baat. Besa kuat medan magnet di pusat lingkaan kawat adalah B B B μ 0 a 3 μ0 a ( 3 0 a μ a ) 7 (4π 0 )() 7 (4π 0 )() (6 0 ) 3 (0 0 ) (6 0 ) ( 36 0 ( (π 0 7 0,6 )()( 6 0 ) (π 0 5 )(,43) 4,864π 0 5 Jadi, kuat medan magnetnya adalah 4,864π 0 5 tesla ke aah baat. 5. Jawaban: b ΔΦ ε ind N Δ t 50 Φ 0,03 Wb Φ 0,05 Wb Δt 0, s N 50 lilitan ε ind (0,05 Wb 0,03 Wb) 0, s 5,0 V Jadi, GGL induksi yang timbul sebesa 5,0 V. 6. Jawaban: c 40 cm 0,4 m v 3 m/s B 4 T ε ind dan aah ε ind B v (4 T)(0,4 m)(3 m/s) 4,8 V ) ) Fisika Kelas X 7

119 ah aus induksi dapat ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan. Oleh kaena batang B digeakkan ke kanan, gaya Loentz yang bekeja pada batang beaah ke kii. Jai tengah yang ditekuk ke kii menunjukkan aah gaya Loentz sedangkan medan magnet kelua bidang ditunjukkan oleh jai telunjuk. ah ibu jai menunjukkan aah aus induksi yaitu dai ke B. Jadi, aus induksi yang timbul sebesa 0,8 dai ke B. 7. Jawaban: a d 00 m/s 0, /s dt N 00 lilitan L H ε ind ε ind L d dt (0, H)( /s) 0,4 V Jadi, GGL induksi yang timbul sebesa 0,4 V. 8. Jawaban: a 30 cm 0,3 m N 00 lilitan cm 0 4 m μ 0 4π 0 7 Wb/m L 0 L 7 4 (4π 0 )(00) ( 0 ) (0,3),067π 0 5 Jadi, induktansi dii solenoid sebesa,067π 0 5 H. 9. Jawaban: b L 3,6 H W W L (3,6 H)( ) 7, J Jadi, enegi yang tesimpan dalam solenoid sebesa 7, J. 30. Jawaban: b 0 cm 0, m N 00 lilitan N 00 lilitan 6 cm,6 0 3 m M μ0 NN M π 7 3 (4 0 )(,63 0 )(00)(00) 0, 6,4π 0 5 Jadi, induktansi besama kedua solenoid sebesa 6,4π 0 5 H. 3. Jawaban: c V m N B ω ω 0 ad/s B,5 T 0,05 m V m.00 V N Vm N Bω.00 V 480 (,5 T)(0,05 m )(0 ad/s) Jadi, jumlah lilitan kumpaan 480 buah. 3. Jawaban: c L,5 H t 4t ε ind 30 V t ε ind L d dt d( t 4t ) 30 (,5) dt 30,5( 4t 4) 36 6t 6 t Jadi, GGL induksi 30 V pada saat t 6 s. 33. Jawaban: e Pada tafo ideal belaku daya masuk sama dengan daya kelua. P masuk P kelua V p p V s s Y(,0) (.00)(0,05) Y 30 Pebandingan jumlah lilitan sama dengan pebandingan tegangan. N N p s V p Vs 00 X X Jadi, X lilitan dan Y 30 V. 8 Ulangan khi Semeste

120 34. Jawaban: b N p : N s : 5 V p 30 V p ΔP 5 W N N N p s V p Vs 5 30 V Vs V s 450 V 5 V P kelua P masuk V p p Δp (30 V)( ) 5 W 60 W 5 W 45 W P V s kelua s 45 W 5 V 0, Jadi, aus keluaan tafo sebesa 0,. 35. Jawaban: d p,5 V p 0 V ΔP 30 W η P kelua P masuk ΔP V p p ΔP (0 V)(,5 ) 30 W 330 W 30 W 300 W η P P kelua masuk 00% % ,9% 9% Jadi, efisiensi tafo 9%. 36. Jawaban: a 30 cm 40 cm.00 cm 0, m N 400 lilitan B 3,0 T ω 50 pm 50 π 60 ad/s 5π ad/s ε maks ε maks N B ω (400)(3,0)(0,)(5π) 70π Jadi, GGL maksimum sebesa 70π V. 37. Jawaban: e V V s 50 kv V V p 00 V N p 300 N N s p V p s Ns 00 V V 300 Ns N s V 00 V Jadi, lilitan sekunde bejumlah lilitan. 38. Jawaban: c ε L d dt ε L Δt,4 L 0,0 0,0 0,005 ε ind,4 V 0 m 0,0 0 m 0,0 Δt 5 ms 0,005 s L,4 L() L, Jadi, induktansi dii indukto sebesa, H. 39. Jawaban: b L 0,6 H t 4t 5 t s ε ind ε ind L d dt dt ( 4t 5) (0,6) dt 0,6(t 4) 0,6(() 4) 0,6( ), Jadi, GGL induksi yang timbul sebesa, V. Fisika Kelas X 9

121 40. Jawaban: b η P P V V η ss kelua masuk pp V p 40 V p V s 00 V η 80% s 00% 00% 80% 00 s 00% (40)() s 0,3 Jadi, aus s sebesa 0,3. B. Uaian. nada dasa f 0 f 0 f 0 F v v v λ f λ f 0 0 F m F m F m F F f F 0 f0 F f0 F 4f 0 F F 4F Jadi, tegangan dawai diubah menjadi empat kali tegangan dawai semula.. Potensial listik bola beongga dapat diumuskan: q V 4πε0 maka: q V 4πε0 Y q V 4πε0 X Beda potensial keping dan keping ΔV V V q 4πε0 Y q 4πε0 X q 4πε0 q 4πε 0 ( Y X ) X Y ( XY ) 3. 4 a 40 cm a 0 cm B p μ0 B π a 7 (4π 0 )(4) π(4 0 ) 0 6 T μ0 B π a 7 (4π 0 )(4) π( 0 ) T B P B B Jadi, induksi magnet di titik P adalah 0 5 T a 5 cm 0,5 m a 75 cm 0,75 m L 30 cm 0,3 m μ 0 4π 0 7 Wb/m Menentukan aah gaya dengan kaidah tangan kanan. Q P F D F BC μ π a 0 L 7 (4 π 0 )(30)(40) ( π)(0,5), N μ π a 0 D a L 7 F D a (4 π 0 )(30)(40) ( π)(0,75) 0, N F B 0,3 0,3 F D dan F BC belawanan aah sehingga esultan gaya adalah selisih aljaba antaa kedua gaya. d F CD F BC C B L 0 Ulangan khi Semeste

122 F F D F BC (, ) (0, ),9 0 4 N Besa gaya magnet pada kawat BCD sebesa,9 0 4 N. 5. q,6 0 9 C v,5 0 6 m/s B 0 3 T θ 60 F F B q v sin θ ( 0 3 )(,6 0 9 )(,5 0 6 ) sin 60 ( 0 3 )(,6 0 9 )(,5 0 6 )( 3 ), N Jadi, gaya Loentz elekton sebesa, N ampee N 30 a 5 cm,5 0 m B μ0 N B a 7 (4 π 0 )(0)(30) (,5 0 ) 4,8π 0 3 T Jadi, induksi magnetik di pusat kumpatan sebesa 4,8π 0 4 T cm 5 cm.000 cm 0, m db dt 0 T/s N ε ind ε ind N Δ θ Δt N db dt N db dt ()(0, m )( 0 T/s) 0 3 V Jadi, GGL induksi yang timbul sebesa 0 3 V cm 0,4 m 5 Ω 0,0 B 0,5 T v ε ind (0,0 )(5 Ω) 0,3 V ε ind Blv v εind B 0,3V (0,5 T)(0,4 m),5 ah kecepatan dapat ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan untuk gaya Loentz. bu jai menunjukkan aah aus, jai telunjuk menunjukkan aah medan magnet, sedangkan jai tengah yang ditekuk menunjukkan aah gaya Loentz. Bedasakan kaidah tesebut diketahui gaya Loentz beaah ke kii. GGL induksi yang timbul selalu belawanan dengan penyebabnya. Dengan demikian aah geak batang B belawanan dengan aah gaya Loentz, yaitu ke kanan. Jadi, batang B begeak ke kanan dengan kecepatan,5 m/s. 9. pabila pada angkaian dipasang indukto, peubahan aus listik pada angkaian akan menimbulkan GGL induksi pada indukto. GGL induksi selalu melawan peubahan aus listik. Dengan demikian ketika lampu dinyalakan akan tejadi peubahan aus dai tidak ada (nol) menjadi ada. GGL induksi yang timbul melawan polaitas bateai sehingga lampu tidak langsung menyala teang. 0. N 400 0,5 m B 0,5 T ω 0 pm 4 ad/s π ε maks ε maks N B ω (400)(0,5 T)(0,5 m )(4 ad/s) 00 V Jadi, GGL maksimum geneato sebesa 00 V. Fisika Kelas X

123 Setelah mempelajai bab ini, peseta didik mampu:. memahami besaan-besaan dalam angkaian listik bolak-balik (C).. mengetahui peneapan angkaian listik bolak-balik (C) dalam kehidupan sehai-hai Bedasakan pengetahuan dan keteampilan yang dikuasai, peseta didik:. melakukan pengukuan besaan-besaan dalam listik bolak-balik.. memecahkan masalah dalam kehidupan sehai-hai yang behubungan dengan angkaian listik bolak-balik. Listik Bolak-Balik Besaan dalam Listik Bolak-Balik angkaian Listik Bolak-Balik Melakukan diskusi membedakan listik seaah dengan listik bolak-balik dan menyebutkan besaan-besaannya. Melakukan paktikum menyelidiki tegangan bolakbalik yang mencakup penyelidikan bentuk dan caa pembacaan menggunakan osiloskop. Melakukan diskusi menyebutkan macam-macam angkaian listik bolak-balik. Melakukan paktikum untuk menyelidiki angkaian sei LC. Melakukan obsevasi tentang caa keja tuning adio. Membuat tulisan tentang filte. Mensyukui nikmat Tuhan telah diciptakannya listik bolak-balik yang sangat bemanfaat bagi pekembangan teknologi. Teampil dalam melakukan pengukuan besaan-besaan listik bolak-balik. Mampu menjelaskan besaan-besaan dalam listik bolak-balik. Mampu mengidentifikasi dan menjelaskan macam-macam angkaian listik bolak-balik. Mampu memahami pola angkaian LC dan teampil dalam menguku besaan-besaan yang tedapat di dalamya. Mampu menjelaskan caa keja tuning adio bedasakan pola angkaian. Mampu memahami kaakteistik filte yang dituangkan dalam sebuah tulisan. Listik Bolak-Balik

124 . Pilihan Ganda. Jawaban: a Tegangan PLN sebesa 0 volt atinya: ) Tegangan efektif V ef V ms 0 volt C. ) Tegangan maksimum V m V ef 0 volt C. 3) Tegangan puncak ke puncak V pp 440 volt C.. Jawaban: a X C ωc C nf 0 9 F f 50 Hz X C 9 π(50hz)( 0 F) 0, Ω 3,8 0 6 Ω Jadi, eaktansi yang dimiliki kapasito sebesa 3,8 0 6 Ω. 3. Jawaban: d Z s jωl 0 Ω L 0 mh H X L ωl (π)(50 Hz)(0 0 3 H) 0π 0 Ω π Ω Z s Z s ( jωl)( jωl) ( ωl) 0 ( π ) 0,48 Ω Jadi, hambatan total angkaian sebesa 0,48 Ω. 4. Jawaban: e ef V ef Vm V, 5 sin ωt volt 5 Ω, 5 V,5 V V ef ef, 5 V 5 Ω 0, Jadi, aus yang mengali pada lampu sebesa 0,. 5. Jawaban: c Bedasakan gamba, dapat dipeoleh data sebagai beikut. T 0 ms 0 s V m 5 V Oleh kaena itu dapat ditentukan nilai besaanbesaan: ) Fekuensi tegangan f 00 Hz T 0 s ) Tegangan maksimum V m 5 V 3) Tegangan efektif/ms V ef V ms 5 V 4) Kecepatan sudut tegangan ω π Tπ 00π ad/s 0 s Jadi, penyataan yang tepat ditunjukkan oleh nomo ), 4), dan 5). 6. Jawaban: c V ef 0 V f 0 Hz bentuk sinyal tegangan V m V ef (0 V)( ) 0 V T f 0 Hz 0,05 s 50 ms Jika digambakan dalam kuva sinusoidal sebagai beikut. V (volt) Jawaban: e 0, sin 0πt m π 0, π 0,06 Jadi, aus ata-ata yang dibawa oleh sinyal aus bolak-balik tesebut sebesa 0, Jawaban: a t (ms) C C 0 nf 0 8 F f 30 Hz Z Fisika Kelas X 3

125 C C C 0 8 F ω πf π (30 Hz) 88,4 ad /s Z j ωc Z ( j C)( j ω ωc) ωc 8 (88,4)( 0 ), Jadi, impedansi total susunan kapasito tesebut sebesa, Ω. 9. Jawaban: b V m 8 V T 0 ms 0 s V(t) ω π π T 00π s 0 s V(t) V m sin ωt (8 sin 00πt) volt Jadi, pesamaan/fungsi tegangan bedasakan kuva tesebut adalah V(t) (8 sin 00πt) volt. 0. Jawaban: e ef 5 m pp pp m ef ()(5 m)( ) 0 m Jadi, aus puncak ke puncak yang mengali pada esisto sebesa 0 m. B. Uaian. ngka 6 volt pada voltmete menunjukkan bahwa tegangan efektif keluaan tafo sebesa 6 V. Tegangan yang dapat teuku pada voltmete adalah tegangan efektifnya. Sedangkan tegangan maksimum dan puncak ke puncak dapat dideteksi dengan osiloskop.. (t) m sin ωt (t) 0,5 sin 00 πt ampee a. m 0,5 b. pp m ()(0,5 ) c. ms m 0,5 0,5 d. ω πf 00π πf f 00 π 50 Hz π 3. C p C C C Z s Z Z Cp j ωc p Z s ( j C)( j ω ωc) 4ω C 4 X C 4. mplitudo sinyal tegangan V m ( DV)(0,5 VOLT/DV) VOLT Peiode sinyal tegangan T (4 DV)(0, SEKON/DV) 0,4 SEKON V(t) ω π π T 5π ad/s 0,4 s V(t) V m sin ωt ( sin 5πt) volt Jadi, fungsi sinyal tegangan yang ditunjukkan pada laya osiloskop adalah V(t) ( sin 5πt) volt. 5. ndukto tesusun atas lilitan kawat. Jika dialii aus bolak-balik, maka akan timbul medan magnet. nilah caa indukto menyimpan enegi listik, yaitu dalam wujud medan magnet di sekita kawat beaus.. Pilihan Ganda. Jawaban: c Ω L 0,075 H C 500 μf F ω 00 ad/s V (6 sin 00t) V X L ωl (00 ad/s)(0,075 H) 5 Ω X C 4 0 Ω ωc (00 ad/s)(5 0 F) Z ( X X ) L ( Ω ) (5 Ω 0 Ω) 44 Ω 5 Ω 3 Ω C 4 Listik Bolak-Balik

126 Gunakan hukum Ohm untuk menentukan nilai aus yang mengali V Z 6 V 3 Ω Jadi, aus yang mengali dalam angkaian tesebut sebesa.. Jawaban: b L 0,8 H C 8 μf F ω 500 ad/s V 00 V Z 50 Ω X L ωl (500 ad/s)(0,8 H) 400 Ω X C ωc 6 (500 ad/s)(8 0 F) Z ( X X ) 50 Ω ( XL XC) (50 Ω) (400 Ω 50 Ω) Ω.500 Ω L C 50 Ω Ω 00 Ω Jadi, nilai esistansi hambatan sebesa 00 Ω. 3. Jawaban: c Pada angkaian dan C, tegangan selalu tetinggal sebesa π tehadap aus. Pada angkaian dan L, tegangan mendahului aus sebesa π. 4. Jawaban: e esonansi tejadi bila X L X C dan Z. mpedansi angkaian diumuskan sebagai beikut. Z ( XL XC) pabila nilai X L X C, maka impedansi angkaian (Z ) sama dengan hambatan. Dengan demikian, akan tejadi esonansi pada angkan -L-C. 5. Jawaban: c Jika X L > X C, maka angkaian besifat induktif. us tetinggal 90 o tehadap tegangan V. Oleh kaena itu jawaban yang bena adalah opsi c. 6. Jawaban: d V Pada angkaian indukto muni belaku m m ωl dengan ω πf. Jika fekuensi sumbe menjadi dua kali semula, aus yang mengali akan menjadi 0,5 kali semula. Kecepatan sudut menjadi dua kali semula. eaktansi induktif diumuskan: X L ωl Dengan demikian, apabila fekuensi dipebesa dua kali semula maka eaktansi induktif akan menjadi dua kali semula. kibatnya, impedansi angkaian ikut beubah. 7. Jawaban: a Pada esisto m sin ωt dan V V m sin ωt us sesaat sama dengan tegangan sesaat sehingga sudut fase tegangan dan aus sama. 8. Jawaban: a ) f LC π Hz Hz 4 (0 0 )(5 0 ) f 3 6 π (4) Hz 4π π f π Hz π Hz Hz Hz 4 (0 0 )(0 0 ) ) f 3 6 π (5) Hz 5 Hz 4π 4π 5 f 4π Hz π 5 Hz Hz 4 (0 0 )(0 0 ) 3) f 3 6 π (0) Hz 0 Hz 4π 4π 0 f 4π Hz 0 Hz π 4) f π (5 0 )(5 0 ) (8) Hz 4π π f π Hz π Hz 5) f π (5 0 )(0 0 ) Hz (0) Hz 0 Hz 4π 4π 0 f Hz 0 Hz 4π π Jadi, ndi haus memilih indukto dengan induktansi 0 mh dan kapasito dengan kapasitansi 5 μf. Fisika Kelas X 5

127 9. Jawaban: c esonansi tejadi apabila Z. Oleh kaena itu, besa X L haus sama dengan X C. 0. Jawaban: a f π LC 500 Hz,5 0 5 Hz 30 Ω L 0 mh 0,0 H V 6 V f 500 Hz C dan π (0,0H)( C) 4 π (0,0H)( C),5 0 5 Hz (0,04π H)C C 3,8 0 5 F 3,8 μf X L ωl π(500 Hz)(0,0 H) 3,4 Ω X C ωc π (500Hz)(3,8 0 F) 5 0 Ω Z ( X X ) L 30 Ω (3,4 Ω 0 Ω) 900 Ω 457,96 Ω,04 Ω Ω C V Z 6V 0,85 85 m Ω Jadi, kapasitansi kapasito dan aus yang mengali dalam angkaian secaa betuut-tuut sebesa 3,8 μf dan 85 m. B. Uaian. angkaian tesebut menunjukkan angkaian paalel L C. Pesamaan impedansinya sebagai beikut. Z Z ZL jω L ZC jωc j L LC j L LC Z ω ω ω ω jωl jωl Z ω ω ω 4 L LC L C ω L XL XLXC XL X C X L XL XL XLXC XL XC XL XL XLXC XL XC. V 0 V V L 30 V V C 50 V P V V ( V V ) L C P V cos ϕ V V V ( 0 V)( ) 0 V 0 V 40 watt Jadi, daya yang diseap angkaian sebesa 40 watt Ω f 50 Hz V 0 sin ωt volt a. m b. ω c. t 75 sekon d. t 50 sekon a. X 400 Ω Vm X 0 V m 400 Ω 0,05 b. ω πf (π)(50 Hz) 00π ad/s c. m sin ωt (0,05 sin 00πt) (0,05 sin 00π)( t 75 )) 75 (0,05)(0,86) 0,043 6 Listik Bolak-Balik

128 d. (0,05 sin 00π ( t 50 )) 50 (0,05)(0) 0 4. X L ωl (00)(0,) 40 Ω m Vm XL 00 V 40 Ω 5 us pada angkaian induktif tetinggal π tehadap tegangannya. Oleh kaena itu, pesamaan aus yang mengali dalam angkaian sebagai beikut. π π m sin ωt 5 sin (00t ) Jadi, pesamaan aus pada angkaian induktif di atas adalah 5 sin (00t π ). 5. Syaat tejadinya esonansi angkaian listik bolakbalik adalah impedansi total angkaian minimum. Keadaan ini tecapai jika nilai eaktansi kapasitif sama dengan nilai eaktansi induktif sehingga impedansi total angkaian hanya benilai Z. Selain itu, esonansi tejadi jika sudut fase angkaian adalah nol. pabila impedansi angkaian benilai Z, maka aus dan tegangannya sefase atau θ 0.. Pilihan Ganda. Jawaban: b 50 Ω L 0 mh 0,0 H V 0 V f 50 Hz Z ω πf (π)(500 Hz).000π ad/s X L ωl (.000π ad/s)(0,0 H) 0π Ω Z X L 50 (0 π ) , ,96 59,04 Ω 59 Ω Jadi, impedansi total angkaian sebesa 59 Ω.. Jawaban: d esisto adalah komponen yang hanya mendisipasi enegi atinya komponen ini hanya dapat membuang enegi dalam bentuk panas. Hal ini bebeda dengan komponen kapasito dan indukto. Kapasito keping sejaja misalnya. Kapasito jenis ini memiliki kemampuan menyimpan enegi listik yang melewatinya dalam bentuk medan listik. Sementaa indukto yang memiliki mofologi beupa lilitan mampu menyimpan enegi listik dalam bentuk medan magnet. Hal ini sesuai dengan hukum Faaday. Oleh kaena itu, jawaban yang bena adalah penyataan ) dan 5). 3. Jawaban: c ) Z ωc π (5 0) 4 ) Z 6 4 0,0 0 3 Ω 4,0 0 6 Ω ,96 ωc π (4 0) 3) Z 6 4 0, Ω 4,6 0 6 Ω ,0 ωc π (5 0) 4) Z ,0 0 3 Ω 9,0 0 6 Ω ,96 ωc π (3 0) , Ω 9,8 0 6 Ω ,95 Fisika Kelas X 7

129 5) Z ωc π (3 0) ,95 4, Ω 6,8 0 6 Ω 4. Jawaban: c Gafik pada soal menunjukkan tegangan dan aus π memiliki beda fase sebesa atau 90. Tegangan mendahului 90 tehadap aus. Oleh kaena itu, gafik pada soal menunjukkan gafik tegangan tehadap aus pada angkaian induktif. 5. Jawaban: e Ω L 75 mh 0,075 H C 500 μf F V (8 sin 00t) volt m X L ωl (00 ad/s)(0,075 H) 75 Ω X C ωc 4 (00 ad/s)(5 0 F) Z ( X X ) m L C (75 0) ,3 Ω V m Z 8 56,3 0 Ω 0,497 0,5 Jadi, aus yang kelua dai titik D sebesa 0,5. 6. Jawaban: a Sifat-sifat angkaian sei L C sebagai beikut. ) Tegangan pada esisto V sefase dengan aus. ) Tegangan pada kapasito V C tetinggal sebesa π tehadap aus. π 3) Tegangan pada indukto V L mendahului tehadap aus. 4) pabila Z L Z C angkaian memiliki impedansi total sebesa dan dalam keadan ini tejadi esonansi. 7. Jawaban: e V m DV ( DV)(5V/DV) 0 volt λ 4 DV μ s T (4 DV)(0,5 DV ) μs f T s 5 Hz 500 khz Pesamaan tegangan yang teuku: V V m sin πf t 0 sin ((π)(5 0 5 )) t 0 sin 0 6 π t volt Jadi, fekuensi masukan tuning sebesa 500 khz dan pesamaan tegangan yang teuku V 0 sin 0 6 t volt. 8. Jawaban: d L 0 mh 0 C 00 μf 0 4 F f f π LC π 4 (0 H)(0 F) π 03 Hz 500 Hz π Jadi, fekuensi esonansi angkaian sebesa 500 π Hz. 9. Jawaban: c η 80% V in 0 V V out 6 V in 5 m f 50 Hz L η Voutout Vinin (6 V) 3 (0 V)(5 0 ) 80% out out 0,88 (6) out Vout out out X L ωl 40 Ω (50 Hz) L 0,46 0,5 6V 0,5 40 Ω L 40 Ω 0,8 H 50 Hz Jadi, induktansi kawat sebesa 0,8 H. 0. Jawaban: a L 5π H C 5 μf F f 8 Listik Bolak-Balik

130 f π LC Hz π ( ) π π 5π 6 (5 0 ) 6 π π Hz Hz Hz 0,5 0 3 Hz 0,5 khz Jadi, fekuensi esonansi sebesa 0,5 khz.. Jawaban: d pabila X C > X L, angkaian besifat kapasitif. us π listik mendahului tegangan sebesa. Jadi, gafik yang tepat adalah d.. Jawaban: e 0 Ω X L 30 Ω X c 40 Ω V ef 00 V f 50 Hz V Z ( ) L C X X 0 (30 40) Ω ef VZ ef V ef ( 4 )(0 Ω) 60 volt 3 Jadi, tegangan efektif pada esisto sebesa 60 V. 3. Jawaban: b Gamba di atas menunjukkan kuva kaakteistik filte low pass atau tapis endah. Bedasakan keteangan gamba, filte meloloskan fekuensi dai Hz dan membloki fekuensi di atas.000 Hz. Filte tidak melakukan penguatan kaena tidak menggunakan komponen aktif untuk menguatkan sinyal output. 4. Jawaban: d 0 Ω L 0 mh 0,0 H ω 500 ad/s V ef 6 V P X L ωl (500)(0,0) 0 Ω Z X X L Ω V ef ef Z 6V 0 Ω 0,3 P ef V ef cos θ ef V ef 0 Ω ( 0,3 )(6 V) 0 Ω,8 W Jadi, daya angkaian sei L tesebut sebesa,8 watt. 5. Jawaban: b L 0 mh 0,0 H V (6 sin00t) volt X L (00 ad/s)(0,0 H) Ω V X 6V L Ω 3 Oleh kaena dalam angkaian induktif aus didahului π tegangan sebesa, maka pesamaan aus menjadi: 3 sin (00t π ) 6. Jawaban: a angkaian L Cakan besifat kapasitif jika V C > V L π dan memiliki sudut fase sebesa. angkaian L C akan besifat kapasitif jika V L > V C π dan memiliki sudut fase sebesa. pabila nilai Z 0 sebagai konsekuensi dai X L X C, V L V C akan tejadi esonansi. 7. Jawaban: e L 0,4 H C 0 μf 0 5 F V 0 V f f π 5 (0,4 H)( 0 F) 50 (500 Hz) Hz π π Jadi, angkaian beesonansi pada fekuensi 50 Hz. π Fisika Kelas X 9

131 8. Jawaban: d 30 Ω L 0,6 H C 500 μf F V 00 sin 00t volt P X L ωl 00(0,6) Ω 60 Ω X C ωc 4 00(5 0 ) Ω Z ( X X ) P V ef ef cos ϕ L C 30 (60 0) V ef ef V cos ϕ Z 00 ( ) 50 Z watt Jadi, daya ata-ata angkaian adalah 40 watt. 9. Jawaban: d.00c C 4 μf F ω 00 ad/s 00 m 0, V 60 V L 60 Z V 0, Jawaban: d.00 Ω C 4 μf F ω 00 ad/s 00 m 0, V 60 V L Z V X C ω C 60 0, Ω.300 Ω (00)(4 0 ) 6 Z Ω ( ) L C X X X X L C (.00 ) ( ) (X L X C ) X L X C X L X L.750 Ω L X L ω.750 Ω 00 ad/s 8,75 H Jadi, nilai L sebesa 8,75 H..300 Ω X C ω C (00)(4 0 ) 6 Z Ω ( ) L C X X X X L C (.00 ) ( ) (X L X C ) X L X C X L X L.750 Ω L X L ω.750 Ω 00 ad/s 8,75 H Jadi, nilai L sebesa 8,75 H. 0. Jawaban: b V m π V P Oleh kaena sefase, maka dapat dipastikan angkaian bolak-balik besifat esistif. V V m π ()( π V) π 4 V P V (4 V)( ) 48 W Jadi, daya angkain sebesa 48 watt. B. Uaian. us maksimum sama dengan amplitudo sinyal aus, yaitu 0 m. Untuk menentukan pesamaan aus, tentukan dahulu fekuensi sudut. λ 0 ms T 0 ms 0,0 s Tentukan sudut fase m sin (ωt θ) Misalkan, ambil t,5 sekon 0 π θ m sin ( ) 0 0 sin ( T t π 0,0s (,5 s) θ) sin (500π θ) sin 500π cos θ cos 500π sin θ 0 sin θ θ ac sin ( ) 3 π Sehingga pesamaan aus adalah 0 sin (00t 3 π) 30 Listik Bolak-Balik

132 . Jawaban: a Z 00 Ω 40 Ω 00 m 0, P ata-ata Z V V Z (0, )(00 Ω) 0 volt P V 0(0,) watt Jadi, daya ata-ata angkaian W. 3. V L dl dt dt ( 4 t ) (0,) dt (0,)( 8t) 0, 0,8t GGL pada t s V 0, (0,8)(),5 V Jadi, GGl induksi yang timbul saat t s sebesa,5 V. 4. angkaian sei L C tedii atas indukto dan kapasito yang tesusun sei dan dihubungkan dengan sumbe tegangan bolak-balik. Sifat angkaian ini dapat cendeung induktif dan kapasitif tegantung dai besa tegangan masing-masing komponen. Jika tegangan pada komponen indukto lebih besa, angkaian akan cendeung besifat induktif dan sebaliknya. kan tetapi tedapat satu keadaan yang mengakibatkan angkaian ini tidak besifat kapasitif maupun induktif, yaitu ketika angkaian beesonansi. Keadaan ini tecapai jika nilai eaktansi induktif sama besa dengan eaktansi kapasitif Ω X L 60 Ω X C 50 Ω V ef 40 V ω 00 ad/s a. ef b. V L, V, V C c. ϕ a. Z ( L C) X X (0 Ω) (60 Ω 50 Ω) Ω 8.00 Ω.500 Ω 50 Ω ef V ef Z 40 V 50 Ω,6 Jadi, aus yang mengali dalam angkaian sebesa,6. b. V L ef X L (,6 )(60 Ω) 96 V V ef (,6 )(0 Ω) 9 V V C ef X C (,6 )(50 Ω) 40 V Jadi, V L 96 V, V 9 V, dan V C 40 V. x x (60 Ω 50 Ω) 0 Ω 90 Ω 0 Ω c. tan ϕ L C 3 4 ϕ 36,87 Jadi, beda fase angkaian 36, Bedasakan kuva dapat ditentukan nilai sebagai beikut. Peiode T 0 ms mplitudo tegangan V m V Pesaman tegangan V V m sin ωt V t s sin Tπ t volt sin π 0 t volt V sin π 0 () volt sin 0,4π,4 V Jadi, pada saat t sekon tegangan bolak-balik benilai,4 volt. 7. C 00 μf 0 4 F V C 6 sin 00t t sekon X C 5 Ω ωc 4 (00 ad/s)( 0 F) m Vm X C 6V 5 Ω 0,4 40 m us pada angkaian besifat kapasitif mendahului tegangan sebesa π. Fisika Kelas X 3

133 t sekon m sin (ωt π ) m 40 sin [(00 ad/s)( s) π ] m 40 sin (400 ad π m) 40(0,766) m 83,84 m 0,8 Jadi, nilai aus pada saat t sebesa 0,8. 8. Bedasakan ketampakan sinyal dapat ditentukan nilai tegangan maksimum dan peiode sinyal. V m 5 V,5λ 0 ms T 4 ms f T 50 Hz 0,004 s Tentukan nilai esisto dengan menghitung esistansi bedasakan data tegangan maksimum teuku dan aus efektif. ef 5 m m 5 m V m m 5V Ω 700 Ω Jadi, esisto yang digunakan benilai 700 Ω dihubungkan dengan sumbe aus bolak-balik 5 V, 50 Hz. 9. esisto hanya mampu mendisipasi enegi menjadi panas/kalo. Sementaa indukto dan kapasito meskipun memiliki hambatan yang disebut dengan eaktansi, tetapi kedua komponen ini mampu menyimpan enegi listik menjadi bentuk lain. ndukto mengubahnya menjadi medan magnet, sedangkan kapasito mengubahnya dalam bentuk medan listik. 0. Fungsi kondensato vaiabel untuk menyesuaikan impedansi total dengan sebuah fekuensi sehingga tuning mampu menala bebeapa fekuensi. pabila kondensato diganti dengan kondesato biasa, tuning hanya dapat menyesuaikan dengan satu fekuensi. Konsekuensinya hanya satu saluan adio yang dapat disiakan melalui adio eceive tesebut. 3 Listik Bolak-Balik

134 Setelah mempelajai bab ini, peseta didik mampu:. memahami sifat-sifat gelombang elektomagnetik;. memahami manfaat dan bahaya spektum gelombang elektomagnetik. Bedasakan pengetahuan dan keteampilan yang dikuasai, peseta didik:. besyuku atas ciptaan Tuhan beupa gelombang elektomagnetik;. memiliki asa ingin tahu tentang matei yang dipelajai; 3. bekomunikasi dengan baik, kitis, dan tanggung jawab dalam melaksanakan tugas. adiasi Elektomagnetik Sifat, Manfaat, dan Bahaya adiasi Gelombang Elektomagnet Mengamati alat-alat yang menggunakan gelombang elektomagnetik. Menyelidiki sifat-sifat gelombang elektomagnetik. Mencai infomasi tentang spektum gelombang elektomagnetik. Membandingkan pemanca gelombang adio. Mencai infomasi tentang manfaat sina infameah dan sina ultaviolet. Besyuku atas penciptaan Tuhan beupa gelombang elektomagnetik dengan caa memanfaatkannya. Memiliki asa ingin tahu untuk menambah wawasan tentang gelombang. Bekomunikasi dengan baik, kitis, dan tanggung jawab dalam melaksanakan tugas. Menjelaskan sifat gelombang elektomagnetik. Menjelaskan spektum gelombang elektomagnetik. Menjelaskan manfaat dan bahaya gelombang elektomagnetik. Menuliskan hasil kegiatan yang dilakukan. Fisika Kelas X 33

135 . Pilihan Ganda. Jawaban: c Spektum gelombang elektomagnetik dai yang memiliki fekuensi teendah betuut-tuut yaitu gelombang adio, gelombang miko, sina infameah, cahaya tampak, sina ultaviolet, sina X, dan sina gamma. Jadi, uutan yang bena adalah pilihan b.. Jawaban: b ada menggunakan pinsip pemantulan gelombang miko. ada befungsi untuk menentukan posisi suatu objek dengan memancakan gelombang miko dan meneima pantulannya. ada digunakan dalam dunia penebangan dan pelayaan aga tidak menabak objek lain. 3. Jawaban: e Sifat-sifat gelombang elektomagnetik sebagai beikut. ) Dapat meambat tanpa medium peantaa dengan kecepatan ambat cahaya. ) Tidak bemuatan listik. 3) Meupakan gelombang tansvesal. 4) ah ambatan tidak dibelokkan dalam medan magnet maupun medan listik. 5) Dapat mengalami polaisasi, difaksi, intefeensi, efaksi, dan efleksi. 4. Jawaban: c Jenis Fekuensi endah Menengah Tinggi Sangat tinggi Ulta tinggi Supe tinggi Peneapan adio komunikasi jaak jauh adio komunikasi jaak jauh adio komunikasi amati adio FM Televisi ada 5. Jawaban: e Sina infameah memiliki cii-cii sebagai beikut. ) Memiliki jangkauan fekuensi Hz. ) Dapat dihasilkan oleh elekton dalam molekul yang begeta kaena dipanaskan. 3) Digunakan dalam emote contol. 4) Digunakan untuk mendiagnosis penyakit dan teapi penyembuhan. 6. Jawaban: b Gelombang adio FM (modulasi fekuensi) mengalami peubahan fekuensi saat membawa infomasi tetapi amplitudonya tetap. Gelombang adio yang mengalami peubahan amplitudo saat membawa infomasi adalah M (modulasi amplitudo). 7. Jawaban: c Sina X dapat digunakan untuk mengamati stuktu kistal menggunakan XD dan mendeteksi keetakan tulang. Membunuh sel kanke dapat menggunakan sina gamma. Membawa infomasi alat komunikasi menggunakan gelombang adio. emote contol televisi menggunakan sina infameah. Mendeteksi keaslian uang menggunakan sina ultaviolet. 8. Jawaban: d Cahaya tampak digunakan pada alat pengeing suya, kompo suya, pemanas uangan, pendingin uangan, distilasi suya, bateai fotovoltaik, dan lase. Pesawat televisi menggunakan gelombang adio. 9. Jawaban: d Sina infameah dihasilkan oleh poses di dalam molekul dan benda panas. Getaan atom dalam molekul-molekul benda yang dipanaskan meupakan sumbe gelombang infameah. Sina ultaviolet dapat dibuat di laboatoium oleh atom dan molekul dalam loncatan atau nyala listik. Sina ultaviolet juga dapat dihasilkan dai lampu wolfam atau lampu deuteium. Sina X dihasilkan dai patikel-patikel beenegi tinggi yang ditembakkan ke atom. tom akan memancakan sina X jika atom ditembaki dengan elekton. Sina gamma dihasilkan oleh isotop adioaktif sepeti kobalt-60 atau sesium-37. Kobalt-60 adalah sumbe yang paling seing digunakan untuk menghasilkan adiasi sina gamma. 0. Jawaban: d adiasi sina ultaviolet dapat mengakibatkan kanke kulit, gangguan penglihatan, kulit menjadi keiput kaena usaknya jaingan lemak, meusak lapisan ai, keusakan kolagen dan jaingan elastin. Kematian oleh efek adiasi disebabkan oleh adiasi sina gamma. Beubahnya stuktu genetik sel, keontokan ambut, dan pemusnahan sel sehat diakibatkan oleh papaan sina X yang belebihan. 34 adiasi Elektomagnetik

136 B. Uaian. Gelombang elektomagnetik secaa umum dihasilkan ketika patikel bemuatan listik, biasanya elekton, mengubah kecepatan atau aah geakan. Poses ini dapat tejadi dalam bebeapa caa, sepeti pemanasan dai atom dan molekul dan peubahan tingkat enegi elekton. Salah satu alat yang dapat menghasilkan gelombang elektomagnetik adalah antena. Sebagai contoh gelombang adio dapat dihasilkan menggunakan antena yang tesusun dai dua kondukto luus yang dihubungkan dengan sumbe tegangan C.. Keuntungan menggunakan gelombang adio FM yaitu suaa jenih dan tidak tejadi gangguan pada gelombang. Keugiannya adalah jangkauannya lebih pendek dan haganya mahal. 3. Jenis gelombang elektomagnetik yang mampu digunakan untuk memasak adalah gelombang miko. lasan penggunaan gelombang ini kaena gelombang miko membeikan efek pemanasan tehadap benda. Bahan makanan menyeap adiasi gelombang miko sehingga makanan menjadi matang. 4. Kecepatan ambat gelombang dalam satu medium selalu sama. Bedasakan pesamaan λ c, f dapat dilihat bahwa panjang gelombang bebanding tebalik dengan fekuensi. Semakin besa fekuensi gelombangnya, semakin pendek panjang gelombangnya. 5. υ 07,5 MHz, Hz c m/s λ jawab: λ c υ m/s 8,075 0 Hz,79 m Jadi, panjang gelombang fekuensi adio tesebut adalah,79 m.. Pilihan Ganda. Jawaban: d Sina gamma digunakan untuk mengobati kanke kulit dan mensteilkan alat-alat kedoktean. Mendeteksi uang palsu dan memeiksa sidik jai menggunakan sina ultaviolet.. Jawaban: c Sina X digunakan untuk memotet susunan tulang dalam tubuh dan menyelidiki stuktu mateial. Penggunaan sina X secaa belebihan dapat mengakibatkan keusakan sel-sel dalam tubuh, mengubah stuktu genetik suatu sel, penyakit kanke, ambut ontok, kulit menjadi meah dan bebisul. 3. Jawaban: e ) Sina ultaviolet dimanfaatkan untuk steilisasi alat-alat kedoktean. ) Sina X dimanfaatkan untuk memotet tulang manusia. 3) Cahaya tampak digunakan untuk peneangan. 4) Sina infameah biasa dimanfaatkan untuk membuat foto udaa daeah yang bepotensi tejadi kebakaan. 4. Jawaban: b Cii yang tedapat dalam siaan adio FM sebagai beikut ) Tejadi pengubahan fekuensi dalam modulasi suaa. ) Gelombang FM menembus lapisan ionosfe dan tidak dapat dipantulkan lagi. 3) Kualitas suaa cendeung jenih kaena tidak dipengauhi gejala kelistikan di angkasa. 4) Jangkauan siaan tidak telalu jauh kaena tidak dapat meambat di pemukaan bumi. 5. Jawaban: d Kecepatan peambatan gelombang elektomagnetik begantung pada pemitivitas listik (ε 0 ) dan pemeabilitas magnet (μ 0 ). Pesamaan yang tekait dengan hal itu sebagai beikut. c εμ 0 0 Fisika Kelas X 35

137 6. Jawaban: d Sidik jai (bahasa nggis: fingepint) adalah hasil epoduksi tapak jai, baik yang sengaja diambil, dicapkan dengan tinta, maupun bekas yang ditinggalkan pada benda kaena penah tesentuh kulit telapak tangan atau kaki. Deteksi sidik jai bisa dilakukan dengan sina ultaviolet. 7. Jawaban: c Di bidang kiminologi sina UV digunakan untuk memeiksa sidik jai, becak daah keing, dan keaslian uang. 8. Jawaban: c υ 600 MHz Hz λ λ c υ 3 0 m/s Hz 0,5 m 50 cm Jadi, panjang gelombangnya sebesa 50 cm. 9. Jawaban: a Manfaat sina gamma dalam dunia kesehatan adalah untuk mengobati kanke dan mensteilisasi alat-alat kedoktean. Mendeteksi keusakan tulang dan kondisi pau-pau menggunakan sina X. Melancakan peedaan daah dan mendiagnosis penyakit menggunakan sina infameah. 0. Jawaban: b Sina ultaviolet dapat digunakan untuk mengubah povitamin D menjadi vitamin D, mensteilkan alatalat bedah kedoktean, mengawetkan bahan-bahan makanan, memeiksa kebeadaan baktei pada poduk makanan, memeiksa sidik jai, memeiksa keaslian uang, dan menjebak seangga. Memeiksa keetakan tulang menggunakan sina X dan mengantakan infomasi menggunakan gelombang adio.. Jawaban: a adiasi gelombang miko dapat membeikan efek pemanasan tehadap benda yang tekena adiasinya. Gelombang miko dipakai pada micowave oven. Makanan yang beada di dalam micowave oven akan menyeap adiasi gelombang miko sehingga makanan menjadi matang dalam waktu yang singkat.. Jawaban: a Gamba pada pilihan a adalah bacode scanne yang menggunakan sina lase. Sina lase meupakan cahaya tampak. Gamba pada pilihan b adalah emote contol yang menggunakan sina infameah. Gamba pilihan c adalah ada dan pilihan e adalah micowave oven yang menggunakan gelombang miko. Gamba pilihan d adalah pesawat adio yang meneima gelombang adio. 3. Jawaban: c ada digunakan dalam dunia penebangan dan pelayaan sebagai pemandu aga tidak menabak objek lain. ada memancakan gelombang miko dan meneima pantulannya kembali sehingga tedeteksi posisi objek. 4. Jawaban: d Bahaya adiasi sina X yaitu menyebabkan pemusnahan sel tubuh, mengubah stuktu genetik suatu sel, menyebabkan kanke, ambut ontok, dan kulit menjadi meah. Jaingan elastin dan jaingan lemak usak seta penglihatan teganggu disebabkan oleh sina ultaviolet. 5. Jawaban: e Saluan adio befekueni 98,3 MHz beada pada entang vey high fequency. entang ini temasuk dalam jenis gelombang vey shot wave. 6. Jawaban: e Gelombang yang memiliki fekuensi lebih dai 3 GHz temasuk dalam supe high fequency dan masuk dalam jenis gelombang miko. Gelombang ini digunakan untuk ada, komunikasi lewat satelit, saluan televisi, dan telepon. 7. Jawaban: e Sina X dapat digunakan untuk menentukan letak tulang yang patah, menyelidiki stuktu mineal, memindai baang-baang di bandaa, dan memeiksa kondisi pau-pau. Memeiksa sidik jai menggunakan sina ultaviolet. 8. Jawaban: b Gelombang adio M memiliki amplitudo beubahubah dan dipengauhi oleh gejala kelistikan sehingga memiliki kualitas suaa kuang jenih. Gelombang M memiliki jangkauan yang luas kaena dapat dipantulkan oleh ionosfe. 9. Jawaban: b Sina gamma digunakan dalam bidang petanian yaitu untuk ekaya genetika. Caanya dengan melakukan penyinaan untuk mempeoleh bibit unggul. 0. Jawaban: d Gelombang adio digunakan untuk mengantakan infomasi. Penggunaan gelombang adio pada adiofon, telepon genggam, pesawat adio, dan pesawat telepon. 36 adiasi Elektomagnetik

138 B. Uaian. Sumbe gelombang elektomagnetik yang utama adalah sina matahai. Sina matahai meambat dai uang hampa hingga sampai ke bumi dengan caa adiasi. Selain itu, satelit yang beada di uang angkasa dapat mengiim infomasi ke bumi melewati uang hampa dengan gelombang adio. Dai dua peistiwa itu dapat dibuktikan bahwa gelombang elektomagnetik dapat meambat di uang hampa.. Salah satu spektum gelombang elektomagnetik adalah cahaya tampak. Sebagai contoh saat cahaya meambat dai dasa ai ke udaa. Pengamat yang ada di udaa akan melihat dasa ai tampak lebih dangkal. Hal ini membuktikan bahwa gelombang elektomagnetik dapat dibiaskan. 3. Gelombang adio dibawa dengan dua caa yaitu modulasi amplitudo (M) dan modulasi fekuensi (FM). Gelombang adio M membawa infomasi dengan amplitudo yang beubah-ubah sedangkan gelombang adio FM membawa infomasi dengan fekuensi yang beubah-ubah. 4. ada memancakan gelombang miko dan meneima pantulannya. Dai data yang dipeoleh dapat diketahui posisi suatu objek untuk kemudian diinfomasikan ke pesawat sehingga tidak tejadi tabakan. Jika tidak menggunakan ada, lalu lintas bandaa akan kacau. Kemungkinan pesawat menabak objek lain lebih besa. 5. Suatu benda yang dipanaskan memancakan sina infameah. Bedasakan ini, hutan yang tebaka juga memancakan sina infameah kaena suhunya yang panas. Satelit di lua angkasa mendeteksinya sehingga diketahui lokasi kebakaan hutan. 6. Sina ultaviolet digunakan untuk memeiksa sidik jai. Pemeiksaan sidik jai dipelukan untuk mengetahui tesangka dan pihak yang telibat dalam suatu tindak kiminal. 7. Semakin besa fekuensi maka daya tembus semakin kuat kaena eneginya besa. Gelombang elektomagnetik yang sebaiknya dipilih adalah sina gamma kaena memiliki daya tembus paling kuat. 8. Bebeapa caa untuk menguangi papaan sina ultaviolet sebagai beikut. a. Menggunakan tabi suya. b. Menggunakan pelindung kepala. c. Menggunakan pakaian yang tidak banyak menyeap sina matahai. d. Menggunakan pakaian yang tidak tebuka sehingga kulit telindungi. 9. Sina X dapat digunakan untuk memeiksa tulang yang etak dan kondisi pau-pau tanpa pembedahan. Keuntungan bagi pasien adalah dapat mengetahui kondisi di dalam tubuh tanpa measakan sakit. 0. Sina gamma dihasilkan oleh isotop adioaktif sepeti kobalt-60 atau sesium-37. Kobalt-60 adalah sumbe yang paling banyak digunakan dalam menghasilkan adiasi sina gamma. Bekas sina elekton dihasilkan dai akseleato linea yang disuplai tenaga listik. Fisika Kelas X 37

139 Setelah mempelajai bab ini, peseta didik mampu:. menjelaskan konsep kuantum meliputi konsep foton dan efek fotolistik;. meneapkan konsep mekanika kuantum dalam kehidupan sehai-hai. Bedasakan pengetahuan dan keteampilan yang dikuasai, peseta didik mampu:. mensyukui nikmat Tuhan atas diciptakannya cahaya yang memiliki dualisme sifat sebagai gelombang dan patikel;. betanggung jawab penuh pada setiap kegiatan, besikap ilmiah, dan menghagai oang lain dalam kegiatan sehai-hai. Konsep dan Fenomena Kuantum Foton dan Efek Fotolistik Peneapan Kuantum dalam Kehidupan Melakukan pemecahan kasus yang behubungan dengan efek fotolistik. Melakukan diskusi untuk menjelaskan tentang adiasi benda hitam dan enegi adiasi yang dikemukakan oleh Planck. Melakukan diskusi untuk mengidentifikasi alat-alat yang memanfaatkan konsep kuantum. Melakukan studi liteatu caa keja mesin ontgen. Melakukan pengamatan tehadap caa keja mesin fotokopi. Membuat tulisan/makalah yang beisi angkuman matei bab Konsep dan Fenomena Kuantum. Mensyukui nikmat Tuhan telah diciptakannya cahaya yang memiliki dua sifat sebagai gelombang dan patikel. Betanggung jawab dalam setiap melaksanakan kegiatan. Menjelaskan besa enegi adiasi elektomagnetik bedasakan postulat Planck. Memecahkan masalah yang behubungan dengan efek fotolistik yang dihaapkan dapat memancing siswa dalam penciptaan sebuah teknologi bau. Mengidentifikasi pealatan sehai-hai yang caa kejanya memanfaatkan poses kuantum. Menjelaskan caa keja mesin ontgen. Menjelaskan bagian-bagian tepenting mesin fotokopi dan menjelaskan pinsip kejanya. Menyusun tulisan ilmiah tekait bab yang dipelajai sesuai dengan pemahamannya. 38 Konsep dan Fenomena Kuantum

140 . Pilihan Ganda. Jawaban: e W 0 5 ev λ Å 3,3 0 7 m E k Fungsi keja logam 5 ev (5,6 0 9 ) J J Enegi foton λ J Oleh kaena enegi foton lebih kecil dai fungsi keja logam, elekton tidak bisa telepas dai pemukaan logam.. Jawaban: d Pada efek fotolistik, lepas atau tidaknya elekton logam dipengauhi oleh fekuensi cahaya. Enegi foton juga haus lebih besa dai enegi ambang. Sementaa intensitas cahaya hanya memengauhi besanya aus foton. 3. Jawaban: d υ 0 4,3 0 4 Hz υ 5,9 0 4 Hz h 6, J.s V E K h υ h υ 0 h(υ υ 0 ) (6, Js)(5, ,3 0 4 ) Hz (6, Js)(,6 0 4 ) Hz, J E K ev V 0,663 volt Jadi, potensial pembehenti yang digunakan sebesa 0,663 volt. 4. Jawaban: d Oleh kaena pada gafik telihat kuva memotong sumbu Y pada nilai,5 ev, hal ini menunjukkan bahwa logam memiliki fungsi keja (W 0 ) sebesa,5 ev W 0,5 ev (,5,6 0 9 ) J 4, J h 6, J.s υ Hz E k E K h υ W 0 (6, J.s)(3 0 5 Hz) 4, J 9, J 4, J 5, J, J Jadi, elekton yang telepas memiliki enegi kinetik sebesa, J. 5. Jawaban: d λ Å 3,3 0 7 m h 6, Js E υ λ 0,9 0 5 Hz E hυ (6, Js)(0,9 0 5 Hz) 5, Jadi, kuanta enegi yang tekandung dalam cahaya ultaungu tesebut sebesa 5, Jawaban: c P 00 watt λ Å 5,5 0 7 m cacah foton pe sekon (n/t) λ,8 0 0 buah/sekon Jadi, cacah foton setiap detik yang dipancakan lampu sebanyak, Jawaban: a λ m p p λ, kg m/s Jadi, momentum yang dimiliki elekton tesebut sebesa, kg m/s. Fisika Kelas X 39

141 8. Jawaban: c Teoi kuantum Planck menyatakan bahwa cahaya memancakan enegi yang besifat disket. Enegi cahaya itu bebentuk kuanta-kuanta/paket-paket enegi yang disebut dengan foton. Foton memiliki kecepatan sama dengan kecepatan gelombang elektomagnetik, yaitu m/s. Satu foton cahaya memiliki enegi sebesa E λ. 9. Jawaban: b v, 0 7 m/s h 6, J/s m 9, 0 3 kg λ λ 0, ,33 Å Jadi, panjang gelombang de Boglie elekton tesebut 0,33 Å. 0. Jawaban: a pabila elekton bepindah dai bilangan kuantum lebih tinggi (lua) menuju bilangan kuantum lebih endah (dalam), maka elekton akan memancakan foton. B. Uaian. Syaat tejadinya efek fotolistik adalah enegi yang dimiliki foton haus lebih besa dai enegi ambang. Jika ditinjau dai pesamaan enegi yang dimiliki foton E, semakin kecil panjang gelombang λ enegi foton semakin besa. Untuk menghasilkan E E 0, maka λ λ 0. Jadi, panjang gelombang cahaya yang dijatuhkan ke pemukaan logam haus lebih kecil dai panjang gelombang ambang.. y(x) sin x; y dalam mete a. λ b. p c. E a. Tinjau pesamaan gelombang y(x) sin kx k π λ λ m, m b. Momentum elekton λ c. Enegi yang dimiliki elekton E λ,6 0 5 J 7,9 0 3 ev 3. Bedasakan teoi Planck, enegi foton sebesa E hf a. E meah hf (6, Js)(4 0 4 Hz), J b. E uv hf (6, Js)(0 0 5 Hz) 6, J 4. W 0,85 ev 3,0 0 9 J λ 4, 0 7 m V 0 W 0 hf E k λ ev 0, J (,6 0 9 C)(V 0 ) V 0 4, J (,6 0 9 C)(V 0 ), V Jadi, potensial penghenti yang menjaga aga aus foton tidak mengali sebesa, volt. 5. W 0, ev λ Å m c m/s h 6, J.s E k E cahaya λ 3, J,49 ev E k E cahaya W 0,49 ev, ev 0,8 ev Jadi, enegi kinetik elekton yang telepas sebesa 0,8 ev. p λ 4, 0 4 kg m/s 40 Konsep dan Fenomena Kuantum

142 . Pilihan Ganda. Jawaban: e Pada hambuan Compton, jenis tumbukan yang tejadi adalah tumbukan tak elastis. Foton datang menumbuk elekton taget akan menghasilkan foton dan elekton hambu yang begeak dengan sudut tetentu. Pada keadaan tetentu, yaitu ketika foton memiliki enegi sebesa,0 ev, foton mampu beubah menjadi patikel beupa elekton atau positon. Hambuan Compton dan postulat Einstein membeikan sisi lain tentang cahaya besifat patikel yang begeak dengan kecepatan c m/s.. Jawaban: a Pada kasus foto toaks, ogan pau-pau memiliki koefisien seapan lebih besa dibandingkan dengan tulang usuk dan tulang dada. Dengan kata lain, koefisien efleksi tulang lebih besa. Semakin banyak sina X yang diefleksikan oleh suatu benda, maka film penangkap (laya sintilato) akan semakin banyak meneima sina pantul. Oleh kaena itu, pada laya akan tampak lebih teang. 3. Jawaban: b LD meupakan komponen pasif elektonika, atinya LD hanya dapat mendisipasi enegi bebeda dengan tansisto yang mampu menguatkan aus yang datang. Namun, LD dapat dijadikan senso cahaya. Caa LD mentansfomasi cahaya menjadi listik adalah dengan efek fotolistik. Ketika foton menumbuk elekton pada pita valensi, maka elekton akan lepas dan menuju pita konduksi. kibatnya, ketika dibangkitkan dengan catu daya dan beban, akan timbul aus. 4. Jawaban: d λ λ θ λ λ λ λ cos θ ( cos θ) ( cos θ) ( cos θ) cos θ θ 0 Jadi, foton mengalami hambuan 0 dai posisi awal. 5. Jawaban: a l 0,0040 Å m E k 3E k m 0 p m 0 e 0,5 MeV/c ev,6 0 9 J E k dan E k E awal E akhi λ m 0 c E k E k λ m 0 c 4E k (0,5 MeV/c )c 4E k 3, ev,0 MeV 4E k 3,08 MeV,0 MeV 4E k,086 MeV 4E k E k 0,55 MeV E k 3E k 3(0,55 MeV),5645 MeV Jadi, besa enegi kinetik elekton dan positon betuut-tuut 0,55 MeV dan,5645 MeV. 6. Jawaban: a p, 0 3 kg m/s f λ 6,03 0 m f λ 4, Jadi, fekuensi foton sina X sebesa 4, Hz. 7. Jawaban: a V volt λ min Fisika Kelas X 4

143 λ min 6, 0 3 Jadi, panjang gelombang tependek yang dihaslkan tabung sina X sebesa 6, 0 3 m. 8. Jawaban: e λ λ λ λ λ 4 Å m θ 60 ( cos θ ) ( cos 60 ) m) (0,4 0 m) ( ) m 0, m 40, 0 m 4,0 Å Jadi, panjang gelombang setelah tumbukan sebesa 4,0 Å. 9. Jawaban: d Hubungan antaa beda potensial anode dan katode dengan panjang gelombang minimum yang dihasilkan sebuah tabung sina X sebagai beikut. λ min dengan λ min adalah panjang gelombang tependek/ minimum dengan satuan mete dan V 0 adalah beda potensial antaa anode dan katode dengan satuan volt. 0. Jawaban: e λ λ λ λ λ 0 pm 0 m θ 45 ( cos θ) ( cos 45 ) 0 m) (0,4 0 m) ( ) 0 m (0,4 0 m)(0,95) 0 m 0,07 0 m 0 m,07 0 m 0,07 Å Jadi, panjang gelombang setelah tumbukan sebesa 0,07 Å. B. Uaian. Menuut Compton hambuan foton oleh elekton menuuti pesamaan beikut. λ λ λ ( cos θ ) Nilai λ 0, jika θ memenuhi keadaan 0 dan π. Selama tidak memenuhi keadaan tesebut, maka λ 0. tinya panjang gelombang foton beubah dan peubahannya menjadi lebih besa kaena nilai λ lebih besa dai λ.. V volt λ min λ min,55 0 Jadi, panjang gelombang tependek yang dihasilkan tabung sina X sebesa,55 0 mete. 3. Gelombang sina X dihasilkan dai poses kuantum yakni tumbukan Compton. Sina X memiliki daya tembus yang sangat tinggi tehadap sebuah matei. Ketika sina X melalui sebuah matei, ada sebagian muka gelombang yang diseap matei dan sebagian lagi dipantulkan. Koefisien efleksi dan tansmisi ini yang kemudian membentuk cita sebuah benda. Bebeda dengan cita oleh sina infameah. Sina infameah dihasilkan oleh benda yang memiliki suhu tinggi. Cita benda tebentuk dai intensitas adiasi infameah yang dipancakan benda. 4. Bekas monokomatis sina X yang tekolimasi jika mengenai sebuah kistal akan tedifaksi melalui kisi-kisi kistal. Sina yang tedifaksi ini sangat intens pada aah-aah tetentu yang besesuaian dengan intefeensi konstuktif dai gelombanggelombang yang dipantulkan oleh lapisan-lapisan atom di dalam kistal. Sina yang tedifaksi dideteksi oleh film fotogafi. Untuk menyimpulkan bentuk atau stuktu kistalnya yaitu dengan menganalisis letak dan intensitas titik-titik yang teekam oleh film fotogafi. 5. Panel suya adalah pembangkit listik yang memanfaatkan enegi cahaya. Semakin besa efisiensi seapan bahan tehadap enegi cahaya, maka semakin mudah menyeap enegi foton yang menyebabkan semakin mudahnya elekton teeksitasi. Kedaan ini sangat menguntungkan untuk membangkitkan efek fotolistik sehingga dapat mempoduksi enegi listik secaa efisien. 4 Konsep dan Fenomena Kuantum

144 . Pilihan Ganda. Jawaban: e Bedasakan pinsip kuantum, besa enegi yang dimiliki foton adalah E hυ. Nilai υ bebanding tebalik dengan fekuensi yang dimiliki gelombang elektomagnetik. Jika υ sehingga enegi λ kuanta begantung pada panjang gelombang elektomagnetik.. Jawaban: b Efek fotolistik tejadi jika logam disinai gelombang elektomagnetik. Elekton logam akan lepas jika enegi yang dibeikan foton lebih besa dai enegi ambang yang dimiliki elekton. Lepas tidaknya elekton yang dimiliki logam tegantung pada fekuensi foton dan tidak tegantung pada intensitas. dapun setiap logam memiliki fungsi keja bebeda-beda. tinya, setiap logam membutuhkan enegi tetentu supaya elektonnya bisa lepas. 3. Jawaban: c E W nh λ Pt λ P 00 W λ 589 nm 5, m n 5,9 0 0 buah/sekon Jadi, banyaknya kuanta enegi yang setiap sekon 5,9 0 0 buah. 4. Jawaban: e E 6,4 ev, J f f, Hz Jadi, fekuensi foton cahaya tesebut sebesa, Hz. 5. Jawaban: d W 0 3,0 ev 4,8 0 9 J υ 6,0 0 4 Hz V 0 V 0 υ 0,5 V Jadi, besa potensial henti atau potensial peintang logam adalah 0,5 volt. 6 Jawaban: c Efek fotolistik adalah poses lepasnya elekton logam kaena disinai gelombang elektomagnetik. Elekton dapat telepas jika enegi foton lebih besa dai fungsi keja logam. Tinjau pesamaan efek fotolistik: E W 0 E k Nilai enegi ambang atau fungsi logam tetap untuk setiap jenis logam. Oleh kaena itu, enegi kinetik elekton yang telepas dai logam sebanding dengan nilai enegi foton yang mengenainya. 7. Jawaban: d E 40 kev 6,4 0 5 J λ E hυ 6,4 0 5 J (6, Js)(υ) λ υ υ 9, Hz 3, 0 m Jadi, panjang gelombang de Boglie elekton tesebut adalah 3, 0 m. 8. Jawaban: e Enegi kinetik foton begantung pada fekuensi gelombang cahaya buka begantung pada intensitas. Efek fotolistik tejadi jika fekuensi yang datang di atas fekuensi ambang. Fekuensi datang di atas fekuensi ambang menyebabkan enegi foton lebih besa dai enegi ambang elekton. Enegi kinetik maksimum elekton foto E λ. Fisika Kelas X 43

145 tinya bahwa enegi kinetik elekton bebanding tebalik dengan panjang gelombang cahaya yang datang. Oleh kaena itu, semakin kecil panjang geombang cahaya datang, enegi kinetik elekton semakin besa. 9. Jawaban: c E 3,5 kev 5,6 0 9 J λ E λ 5,6 0 9 J λ λ 3, m Å Jadi, panjang gelombang foton yang dibutuhkan adalah Å. 0. Jawaban: b λ 700 nm m p p λ 0, kg m/s Jadi, momentum foton tesebut sebesa 9,5 0 8 kg m/s.. Jawaban: d Enegi ambang adalah enegi minimum yang dibutuhkan foton untuk dapat mengeksitasi elekton logam dalam efek fotolistik. Enegi ambang setiap logam bebeda-beda. Enegi yang dimiliki foton untuk melepas elekton dai obitnya sebanding dengan fekuensi foton. Bedasakan tabel dapat diketahui bahwa natium memiliki enegi ambang paling kecil. Sementaa peak memiliki enegi ambang paling besa. Semakin besa enegi ambang maka membutuhkan fekuensi yang semakin besa pula. Oleh kaena itu, jawaban yang tidak tepat adalah opsi d.. Jawaban: e Panjang gelombang sina X lebih kecil dai panjang gelombang cahaya tampak. Keduanya memiliki cepat ambat sama, yaitu m/s. Jika diteapkan pada pesamaan: υ f λ maka cepat ditaik kesimpulan sina X memiliki fekuensi lebih besa dai fekuensi sina cahaya tampak. Enegi gelombang elektomagnetik setaa dengan: E hυ hf Semakin besa fekuensi, semakin besa enegi yang dihasilkan. nilah alasan sina X memiliki enegi yang lebih besa dai enegi yang dimiliki cahaya tampak. 3. Jawaban: e λ 0, nm 0 0 m θ 90 E k λ λ ( cos θ) 0 0 m ( cos 90 ) 0 0 m 0,4 0 m 0 0 m,4 0 m,0 0 0 m E k λ 9,8 0 6 J Jadi, enegi kinetik yang dimiliki elekton tehambu sebesa 9,8 0 6 J. 4. Jawaban: b Pesamaan gelombang de Boglie adalah λ. Bedasakan pesamaan tesebut, dapat ditaik kesimpulan bahwa panjang gelombang de Boglie bebanding tebalik dengan kecepatan patikel. Oleh kaena itu, gafik yang menunjukkan hubungan panjang gelombang dengan kecepatan patikel adalah gafik linea dengan gadien negatif, yaitu opsi b. 5. Jawaban: b Teoi kuantum yang dikemukakan oleh Planck sebagai beikut. ) Molekul-molekul (di dalamnya temasuk foton) memancakan adiasi dan memiliki enegi dengan satuan diskit. Besanya enegi yang dipancakan sebesa: E n n h υ n λ ) Foton memancakan atau menyeap enegi dalam satuan diskit (paket-paket) dai enegi cahaya dengan bepindah tempat dai tingkat enegi satu ke tingkat enegi lain. Bedasakan teoi kuantum tesebut dapat disimpulkan bahwa foton begeak dengan kelajuan cahaya, memiliki enegi dalam bentuk paket-paket enegi di mana enegi satu foton sebesa λ. Semua foton adalah gelombang elektomagnetik. 44 Konsep dan Fenomena Kuantum

146 6. Jawaban: e λ Keteangan: λ panjang gelombang elekton h konstanta Planck m massa elekton v kecepatan elekton 7. Jawaban: c E λ Pt n λ P 90 W λ 596,7 nm 5, m banyak foton λ,7 0 0 foton/s Jadi, foton yang dipancakan sebanyak,7 0 0 foton/sekon. 8. Jawaban: d Elekton foton dapat telepas dai pemukaan suatu logam jika enegi foton/cahaya yang jatuh di pemukaan logam lebih besa dai fungsi keja logam. Dengan menggunakan pesamaan E k maks E W 0 dan E a. E k ( ev) 0,6 ev ev 0,38 ev (elekton tidak dapat telepas) b. E k ( ev),9 ev ev 0, ev (elekton tidak dapat telepas) c. E k (,5 ev),48 ev,5 ev 0,0 ev (elekton tidak dapat telepas) d. E k (3 ev) 3,3 ev 3 ev 0,3 ev λ (elekton dapat telepas) e. E k (3,5 ev),48 ev 3,5 ev,0 ev (elekton tidak dapat telepas) 9. Jawaban: e Efek fotolistik salah satunya menghasilkan sina X. Sina X sendii meupakan foton tehambu dai hasil eksitasi elekton menuju obit yang lebih dalam. Pembuatan senso cahaya dan panel sel suya memanfaatkan efek fotolistik pada bahan semikondukto. Mesin bacode pada pusat pebelanjaan juga memanfaatkan pinsip efek fotolistik. Sementaa fibe optik bekeja dengan memanfatkan gelombang sina tampak yang tidak bekaitan dengan efek fotolistik. 0. Jawaban: d x m p p, kg m/s Jadi, tenaga minimal yang dibutuhkan elekton sebesa, kg m/s.. Jawaban: c Ultasonogafi menggunakan gelombang bunyi befekuensi tinggi untuk pencitaan kondisi janin. Kamea ponsel memanfaatkan gelombang cahaya tampak. Kamea ponsel ada pula yang dilengkapi dengan CCD yang bekeja bedasakan pinsip efek fotolistik. Pencitaan temal memanfaatkan pancaan gelombang infameah. Lase mesin fotokopi menggunakan cahaya tampak meskipun melibatkan efek fotolistik. Sementaa pencitaan medis ada yang memanfaatkan sina X untuk kebutuhan ontgen.. Jawaban: a v n λ n λ e m n.000 m e λ n λ e v e 0 7 m/s v n m/s Fisika Kelas X 45

147 Jadi, neuton haus bekecepatan m/s supaya memiliki panjang gelombang sama dengan elekton. 3. Jawaban: a λ 9Å m c m/s v W λ, 0 6 J W e v v.375 V,375 kv Jadi, beda potensial antaa anode dan katode sebesa,375 kv. 4. Jawaban: d XD singkatan dai X ay Diffaction, yaitu alat yang digunakan untuk mengetahui stuktu atom sebuah kistal. lat ini memanfaatkan difaksi sina X. ontgen digunakan untuk cita medis oganogan tubuh, sepeti patah tulang dan foto toaks yang memanfaatkan sina X. adiogaf adalah alat untuk mencitakan sebuah benda dengan gelombang sina X. Pemindai baang di bandaa juga memanfaatkan sina X untuk mendeteksi baang-baang yang tidak dipekenankan dibawa saat mengendaai pesawat. Sementaa adiofon adalah semacam telepon tanpa kabel yang memanfaatkan gelombang adio. Jadi, opsi yang tidak tepat adalah d. 5. Jawaban: a Kecepatan foton sama dengan kecepatan cahaya. Jika kedua patikel memiliki kecepatan sama, maka kecepatan elekton juga sebesa m/s. Tinjau pesamaan gelombang Compton: λ p λ Tinjau pesamaan Planck: E λ Bedasakan kedua pesamaan di atas, nilai momentum dan enegi yang dimiliki elekton sama dengan momentum dan enegi yang dimiliki foton. Hal ini disebabkan oleh fakto pengali dan pembagi kedua pesamaan tesebut adalah konstanta. 6. Jawaban: b adiasi sina X yang telalu seing dan tidak tepat sasaan dapat memicu sel kanke, yaitu sel yang tumbuh secaa tidak tekendali. Gangguan sistem tanspotasi tubuh salah satu pemicunya adalah pola makan yang saat kolesteol sehingga tejadi penyumbatan pembuluh daah. lat epoduksi yang tidak fetil (mandul) adalah salah satu efek dai adiasi nukli. Gangguan sistem saaf dan peubahan homon lebih disebabkan oleh fakto biologi. 7. Jawaban: c XD (X ay Diffaction) adalah alat yang digunakan untuk menganalisis pola kisi kistal dengan metode difaksi. Sina X monokomatis yang tekolimasi didifaksikan oleh kisi kistal sehingga muncul polapola dengan intensitas bebeda pada laya. Pola dengan intensitas tinggi menandakan adanya intefeensi konstuktif dai gelombang yang ditansmisikan. 8. Jawaban: b Enegi ambang elekton sebesa W 0 3 ev. Cahaya (foton) befekuensi f Hz. Enegi yang dimiliki sebesa: E hf (6, Js)(5 0 4 Hz) 33,5 0 0 J,07 ev Bedasakan pehitungan enegi foton, data menunjukkan bahwa enegi foton lebih kecil dai enegi ambang elekton. Keadaan ini menyebabkan elekton tidak dapat telepas dai logam dan tidak tejadi efek foto listik. Jadi, jawaban yang tepat adalah opsi b. 9. Jawaban: a CCD tidak lain adalah kumpulan dioda metaloxide semiconducto (MOS) yang dicetak bedekatan satu dengan lainnya yang memiliki kemampuan menyimpan muatan. Paket muatan listik (elekton) tesebut dapat dipindahkan dai satu dioda ke dioda lainnya dengan meneapkan uutan tegangan listik tetentu. CT scan memanfaatkan sina X yang tidak lain adalah hasil dai fenomena kuantum. Sel suya memanfaatkan efek fotolistik pada semikondukto. Sementaa mikoskop elekton memanfaatkan sina elekton yang dikendalikan oleh pemantulan magnetik atau elektostatik yang akan memengauhi elekton aga tefokus pada sina dan membentuk sebuah bayangan. Bedasakan keteangan tesebut keempat alat memanfaatkan mekanika kuantum dalam caa kejanya. 30. Jawaban: b V 0 W 0,46 ev 3, J λ 400 nm m 46 Konsep dan Fenomena Kuantum

148 λ E W 0 E k W 0 E k 3, J E k E k 4, J 3, J, J 0,64 ev Jadi, enegi kinetik elekton sebesa 0,64 ev. B. Uaian. W 0 5,0 ev 8, J λ 00 nm 0 7 m V 0 E W 0 E k λ W 0 E k 8, J (,6 0 9 C) V 0 V 0, V Jadi, potensial penghenti yang dibutuhkan sebesa, volt.. f Hz θ 37 f λ λ ( cos θ) ( cos θ) ( cos 37 ) 0 m (0,4 0 m)(0,),048 0 m f, Hz Jadi, fekuensi foton setelah tumbukan, Hz. 3. λ min 40 pm m V 0 λ min V 0 3, 0 4 Jadi, tabung haus dipasang pada tegangan 3, 0 4 volt. 4. E k MeV,6 0 3 J E k MeV,6 0 3 J λ hυ m 0 c E k E k λ W 0 E k λ (9, 0 3 J) (3 0 8 m/s) (,6 0 3 J) λ 4, 0 3 m Jadi, panjang gelombang foton yang ditimbulkan sebesa 4, 0 3 m. 5. patikel q Q m M V V λ Enegi kinetik petikel yang dipecepat dengan beda potensial setaa dengan E q V. q V mv... () Panjang gelombang de Boglie: λ... () Bedasakan pesamaan, kita dapat menyusun pesamaan momentum patikel. q V mv v... (3) Panjang gelombang de Boglie dapat dijabakan sebagai beikut. λ Jadi, panjang gelombang de Boglie sebesa. Fisika Kelas X 47

149 6. Gelombang de Boglie yang dihasilkan poses tesebut: λ,58 0 m,58 Å 0,58 nm Spektum sina X memiliki panjang gelombang pada ode nm. Bedasakan pehitungan, poses tesebut menghasilkan gelombang dengan ode panjang gelombang 0, nm. Ode 0, nm adalah kisaan panjang gelombang sina gamma. Jadi kesimpulannya poses tesebut tidak menghasilkan spektum sina X tetapi menghasilkan spektum sina gamma. 7. Sina ultaviolet memiliki fekuensi pada ode 0 5 Hz. Sementaa sina infameah memiliki fekuensi pada ode 0 4 Hz. Enegi yang dimiliki foton cahaya sebanding dengan fekuensinya E hf. Bedasakan alasan inilah dapat disimpulkan bahwa enegi foton adiasi sina ultaviolet lebih besa apabila dibandingkan dengan enegi foton sina infameah. 8. Bedasakan gafik dapat ditentukan nilai fekuensi ambang sebesa υ Hz Enegi ambang elekton sebesa: W 0 hυ 0 (6, Js)(8 0 5 Hz) 5, J Tinjau pesamaan efek fotolistik. W kmaks E W 0 hυ 0 W 0 (6, Js)(0 0 5 Hz) 5, J,6 0 8 J 8,9 ev Jadi, enegi kinetik elekton sebesa 8,9 ev. 9. λ f λ λ e λ Momentum foton: E E f mc h υ mc υ υ Di mana p m c dan λ sehingga momentum foton p υ λ Momentum elekton patikel bedasakan de Boglie p λ Jadi, momentum foton dan elekton yang memiliki panjang gelombang sama akan benilai sama. 0. V x m/s X min P x m V x (9, 0 3 kg)(5 0 3 m/s) 4, kg m/s P x (akuasi)(p x ) (0,00003)(4, kg m/s), kg m/s Ketidakpastian minimal: x P x > x > 0,383 mm Jadi, posisi elekton kia-kia beada pada jaak 0,383 mm. 48 Konsep dan Fenomena Kuantum

150 Setelah mempelajai bab ini, peseta didik mampu:. memahami teknologi digital dan poses tansmisi data;. memahami sejaah pekembangan teknologi selule. Bedasakan pengetahuan dan keteampilan yang dikuasai, peseta didik:. memiliki asa ingin tahu dengan mencai banyak infomasi tentang teknologi digital;. gema membaca untuk menambah pengetahuan tentang pekembangan teknologi. Teknologi Digital Mengenal Teknologi Digital Teknologi Telepon Selule Mengamati pebedaan teknologi bau dan lama. Menuliskan konvesi kode bine. Mengidentifikasi fitu telepon selule tekini. Menuliskan seta melakukan diskusi tentang pekembangan teknologi digital dan peneapannya. Besyuku atas ditemukannya teknologi digital dengan memanfaatkannya secaa bijaksana. Besikap objektif, juju, cemat, dan kitis dalam setiap kegiatan. Menghagai keja individu dan kelompok dalam setiap kegiatan. Menjelaskan definisi teknologi. Menjelaskan teknologi digital dalam tansmisi data. Menjelaskan definisi telepon selule. Menjelaskan sejaah telepon selule. Menjelaskan caa keja telepon selule. Fisika Kelas X 49

151 . Pilihan Ganda. Jawaban: c Pekembangan teknologi akan mempemudah segala uusan yang dilakukan manusia. Sifat mempemudah dapat diwujudkan dalam pelbagai bentuk sepeti mempecepat waktu pelaksanaan, mempekecil biaya, seta enegi yang dibutuhkan.. Jawaban: d Kata digital beasal dai kata Digitus (bahasa Yunani) yang beati jai-jemai. Pelu diketahui, jumlah jai-jemai manusia yang nomal ada 0. ngka 0 ini tedii atas dua angka dan 0. Dua angka ini, dan 0 inilah yang digunakan dalam dunia digital. ngka dan 0 meupakan lambang dai ON dan OFF, Y atau TDK. Dua angka ini disebut juga bilangan bine. 3. Jawaban: b Pengkodean bebasis digital menjadikan poses pengkodean menjadi lebih mudah. Mesin hanya mentejemahkan kode yang pasti, jika tidak 0 pasti. Namun, poses pengkodean jadi lebih mahal, umit jika dilakukan oleh manusia. 4. Jawaban: a Tejemahan dai kode bine sebagai beikut T 0000 E 000 K 000 N 00 O 0000 L 00 O 000 G 0000 Jadi, pengkodean dai bine menghasilkan kata Teknologi 5. Jawaban: e ) kafisi ) fikasi 3) sifika 4) kasifi 5) fisika 6. Jawaban: e Tansmisi menuut kamus besa bahasa ndonesia adalah pengiiman (peneusan) pesan dan sebagainya dai seseoang kpd oang (benda) lain. ) Penejemahan kode bine ke tulisan pengkodean. ) Penejemahan tulisan ke kode bine pengkodean. 3) Meneima data dai kode tejemahan unduh data. 4) Membaca hasil tejemahan data unduh data. 5) Memasukkan data untuk ditejemahkan kode bine tansmisi. 7. Jawaban: c Televisi, notebook, dan adio pada dasanya besifat satu aah, tetapi dalam kondisi tetentu dapat besifat dua aah. Ponsel dan telepon umah secaa dasa besifat dua aah. Page besifat satu aah. 8. Jawaban: c Haddisk tedii dai spindle yang menjadi pusat putaan dai keping-keping cakam magnetik penyimpan data. Spindle ini beputa dengan cepat. Oleh kaena itu, haus menggunakan high quality beaing. Jadi, tanpa spindle, haddisk tidak dapat beputa dengan baik. 9. Jawaban: c Bentuk ukuan dan sistem penyimpanan data kanda kilat yang tidak membutuhkan cakam menjadi benda ini lebih paktis dibanding dengan haddisk. 0. Jawaban: e Seseoang yang ingin menyimpan data secaa Cloud computing tidak memelukan penyimpan data secaa fisik. Benda fisik disediakan oleh layanan jasa penyimpanan. B. Uaian. Teknologi adalah peneapan ilmu pengetahuan yang dimiliki manusia. Teknologi mempunyai pean penting dalam membawa peubahan kehidupan manusia menjadi lebih baik. 50 Teknologi Digital

152 . Teknologi digital telah mengubah komunikasi manusia menjadi lebih luas dan mudah. Dengan teknologi digital, muncul pealatan sepeti handphone dan televisi digital. Jadi, teknologi digitalmempunya pean besa dalam meevolusi alat komunikasi manusia. 3. Sistem digital mengenal pengkodean bine yaitu penggunaan angka 0 dan. Penggunaan dua angka ini bemakna kepastian dalam sistem pengkodean data. Jika peintah benilai maka ia pasti dan tidak 0, begitu pula sebaliknya. 4. Digital D G T L Pilihan Ganda. Jawaban: b Handy-talky tidak membutuhkan biaya komunikasi kaena tidak menggunakan opeato. Ponsel menggunakan biaya kaena melibatkan opeato telepon.. Jawaban: b Telepon nikabel adalah jenis telepon yang tidak menggunakan kabel. Jenis telepon ini biasa dikenal sebagai ponsel. Ponsel mempunyai keunggulan dai segi kemudahan untuk dibawa. 3. Jawaban: b Saat ini ndonesia mempunyai dua jaingan telepon nikabel yaitu sistem GSM (Global System fo Mobile Telecommunications) dan sistem CDM (Code Division Multiple ccess). GPS, EDGE, 3G, HSDP, dan LTE adalah layanan data yang diselenggaakan oleh peusahaan telepon selule. 4. Jawaban: d Teknologi bateai geneasi awal tidak sebaik zaman sekaang. Waktu itu ukuan bateai dibuat cukup besa. Oleh kaena ini, ukuan ponsel menjadi besa. 5. Jawaban: c Lompatan teknologi tebesa tejadi dai geneasi ke geneasi. Teknologi 3G telah menjadikan intenet dapat dimanfaatkan untuk tansfe data secaa optimal. 6. Jawaban: c Geneasi smatphone memungkinkan ponsel mempunyai kemampuan keja yang lebih baik dibanding ponsel geneasi sebelumnya. Smatphone memungkinkan ponsel melakukan bebeapa keja dalam waktu yang sama. 7. Jawaban: d Multitasking adalah kemampuan ponsel melakukan bebeapa keja dalam waktu besamaan. Multitasking sangat memengauhi bateai kaena menyeap enegi yang cukup banyak. 8. Jawaban: a Memuta video, file suaa, intenet banking, bekiim gamba, dan intenet adalah ea ponsel smatphone. Kemampuan dasa sebuah ponsel yaitu untuk melakukan panggilan suaa. 9. Jawaban: e Sistem opeasi (bahasa nggis opeating system; OS) adalah sepeangkat pogam yang mengelola sumbe daya peangkat keas kompute, ponsel atau hadwae, dan menyediakan layanan umum untuk aplikasi peangkat lunak. ndoid dan OS temasuk opeating sistem. 0. Jawaban: c Wi-Fi adalah sebuah teknologi yang memanfaatkan pealatan elektonik untuk betuka data secaa nikabel menggunakan gelombang adio. Fasilitas Wi-Fi pada ponsel dapat dimanfaatkan untuk bebagi jaingan intenet. B. Uaian. Poseso ponsel meupakan salah satu komponen yang befungsi untuk memposes peintah-peintah yang dibeikan oleh pengguna ponsel. Contoh ketika pengguna ingin menggunakan kamea ponsel, poseso betugas untuk memposes aga aplikasi dai kamea ponsel segea aktif dan dapat digunakan. Fisika Kelas X 5

153 . Smatphone adalah vaian dai telepon genggam yang mempunyai fungsi tidak sekeda sebagai saana bekiim pesan dan juga menelepon. Telepon vaian ini dapat dipasang pogam yang memungkinkan telepon digunakan dalam bebagai kebutuhan. 3. ndoid dan OS adalah dua dai banyak sistem opeasi yang digunakan dalam smatphone. 4. Pebedaan mendasa teletak pada fungsi, kemampuan dan juga ukuan. 5. Pekembangan teknologi bateai semakin membuat pekembangan ponsel memenuhi impian manusia. Pekembangan bateai dai segi ukuan yang semakin kecil menjadikan ukuan ponsel semakin kecil dan ingan.. Pilihan Ganda. Jawaban: c Sistem digital menggunakan kode bilangan bine yaitu dan 0 yang atinya ya dan tidak atau on dan off.. Jawaban: a 0 bit ditunjukkan oleh sepuluh bilangan bine. 3. Jawaban: e Telepon selule dapat digunakan untuk mengiimkan dan meneima data baik suaa maupun tulisan. Modem tansmisi sepeti ini besifat dua aah. 4. Jawaban: d Clouddata adalah penyimpanan yang menggunakan jaingan kompute untuk melakukan penyimpanan data. Poses penyimpanan data menggunakan koneksi intenet untuk tehubung dengan seve. 5. Jawaban: a Data yang ingin disimpan dalam haddisk akan dikodekan ke dalam cakam magnetik dalam bentuk kode digital. Kode-kode tesebut akan dapat dibuka oleh peintah-peintah yang tedapat pada kompute. 6. Jawaban: e Telepon selule geneasi petama hanya dapat melakukan aktivitas telepon dan juga bekiim sms. 7. Jawaban: b Cloud stoage meupakan pengembangan teknologi penyimpanan bebasis intenet. Dengan teknologi ini, poses penyimpanan data dapat besifat paktis kaena dapat diakses di mana saja ketika ada jaingan intenet. 8. Jawaban: d Komputasi awan meupakan metode penggunaan kompute yang memanfaatkan jaingan intenet. Syaat utama dai penggunaan teknologi ini adalah ketesediaan intenet untuk menghubungkan antakompute atau kompute dengan pusat data. 9. Jawaban: d Haddisk mempunyai teknologi penyimpanan data menggunakan cakam yang beputa. Flasdisk menggunakan teknologi penyimpanan secaa elektonik yang diam dan tidak begeak. 0. Jawaban: c Pada cakam magnetik inilah dilakukan penyimpanan data pada haddisk. Cakam magnetik bebentuk pelat tipis dengan bentuk sepeti CD-. Dalam haddisk tedapat bebeapa cakam magnetik. Haddisk yang petama kali dibuat tedii atas 50 piingan cakam magnetik dengan ukuan 0,6 mete dan beputa dengan kecepatan.00 pm. Saat ini kecepatan putaan haddisk sudah mencapai pm dengan tansfe data mencapai 3,0 Gbps.. Jawaban: a Tansmisi menuut Kamus Besa Bahasa ndonesia adalah pengiiman (peneusan) pesan dan sebagainya dai seseoang kepada oang (benda) lain. Data yaitu keteangan atau infomasi dalam bebagai bentuk sepeti tulisan, suaa, gamba diam, gamba begeak, tulisan, dan lain sebagainya. Teknologi adalah keseluuhan saana untuk menyediakan baang-baang yang dipelukan bagi kelangsungan dan kenyamanan hidup manusia. Kata digital beasal dai kata Digitus (bahasa Yunani) yang beati jai-jemai. Pelu diketahui, jumlah jai-jemai manusia yang nomal ada 0. ngka 0 ini tedii atas dua angka dan 0. Dua angka dan 0 inilah yang digunakan dalam dunia digital. ngka dan 0 meupakan lambang dai On dan Off, Ya atau Tidak. Cloud stoage adalah penyimpanan bebasis jaingan intenet. 5 Teknologi Digital

154 . Jawaban: e D G T L 3. Jawaban: a P 000 O 0000 N 0000 S E L Jadi kode itu dibaca PONSEL. 4. Jawaban: b Tahun 940, Galvin Manufactoy Copoation (sekaang Motoola) mengembangkan potable Handie-Talkie SC536, yang beati sebuah alat komunikasi di medan peang saat Peang Dunia. Masa ini meupakan geneasi 0 telepon selule atau 0-G, di mana telepon selule mulai dipekenalkan. 5. Jawaban: c Geneasi kedua atau -G muncul pada sekita tahun 990-an. G di meika sudah menggunakan teknologi CDM, sedangkan di Eopa menggunakan teknologi GSM. GSM menggunakan fekuensi standa 900 Mhz dan fekuensi.800 Mhz. 6. Jawaban: b Geneasi 4G mempunyai teknologi tetinggi sehingga tansfe data dapat dilakukan dengan lebih cepat dan efisien. 7. Jawaban: e Semakin tinggi kemampuan teknologi tansmisi data, semakin boos dalam penggunaan data. Teknologi tekini yang sudah diilis di publik adalah 4G. Teknologi ini paling boos dibandingkan dengan teknologi selainnya. 8. Jawaban: a Uutan teknologi tansmisi data dai yang paling awal hingga tekini yaitu GPS, EDGE, UMTS, HSDP, LTE. 9. Jawaban: e Ponsel mempunyai teknologi wieless yaitu teknologi yang tidak memelukan kabel dalam poses penggunaan. Dengan sebab teknologi ini, ponsel dapat dibawa ke mana-mana tdak sepeti telepon umah. 0. Jawaban: d Pada dasanya fungsi telepon adalah untuk komunikasi suaa dan tulisan. Namun, dalam pekembangannya telepon dapat difungsikan untuk pelbagai kepeluan sepeti hibuan. Telepon yang menggabungkan bebagai fungsi ini biasa disebut telepon cedas (smatphone). B. Uaian. Teknologi digital menggunakan kode dan 0 dalam menejemahkan peintah dai pengguna. Kode dan 0 ini disebut kode bine.. Pebedaan pinsip kedua televisi teletak pada poses modulasi tansmisi yang dilakukan. Gamba dan suaa pada televisi digital diolah secaa digital menggunakan kode dan 0, sedangkan pada televisi analog masih menggunakan komponen elektonika analog memanfaatkan tabung CT. 3. Spindle ini yang menentukan putaan haddisk. Semakin cepat putaan pm haddisk maka semakin cepat tansfe datanya. 4. Kanda kilat besifat potable sehingga paktis dibawa ke mana-mana. 5. Teknologi digital dalam lampu seven segmen menghasilkan vaiasi nyala dai masing-masing bagian lampu tesebut. Pengkodean dan 0 menghasilkan bagian tetentu lampu menyala dan padam. Kombinasi padam dan nyala inilah yang menghasilkan angka atau huuf tetentu dalam lampu. 6. Teknologi digital dalam siaan televisi menghasilkan gamba yang lebih jenih kaena diolah secaa elektonik digital. Selain itu, konsumsi daya yang dibutuhkan tidak telalu besa kaena tidak memelukan tabung CT dalam poses menghasilkan gamba. 7. Pebedaan mendasa dai kedua telepon ini teletak pada teknologi yang digunakan. Pekembangan teknologi akan menghasilkan pebedaan ukuan dan fungsi dai kedua telepon ini. 8. Komputasi awan memudahkan data diakses dai tempat yang bebeda dengan mudah. Pengguna tidak pelu mempunyai penyimpan data manual kaena telah disimpan secaa online. 9. Encoded adalah poses pemecahan data dai data analog ke digital atau sebaliknya. 0. M atau andom cces Memoy befungsi sebagai tempat pemosesan data dalam aktivitas tansmisi atau penyimpanan data. Fisika Kelas X 53

155 . Pilihan Ganda. Jawaban: b Tegangan yang teuku adalah tegangan efektif. Tegangan ini disebut juga tegangan ms (oot mean squae).. Jawaban: e V (0 sin 00πt) volt V ef dan f V m 0 volt V ef 0 volt ω πf 00π πf f π 50 Hz π Jadi, tegangan efektif dan fekuensi sinyal tegangan betuut-tuut sebesa 00 volt dan 50 Hz. 3. Jawaban: a ef 5 m f 50 Hz (t) m ef (5 m) 5 m ω πf π (50 Hz) 00π Hz (t) m sin ωt (5 m) (5 sin 00πt) m Jadi, pesamaan aus tehadap waktu adalah (5 sin 00πt). 4. Jawaban: e L 50 mh 5 0 H ω 300 ad/s X L X L ωl (300 ad/s)(5 0 H) 5 Ω Jadi, besa eaktansi kapasitif kumpaan 5 Ω. 5. Jawaban: b C 50 F F (4 sin 00t) V Bedasakan pesamaan aus, dapat ditentukan nilai fekuensi sudut sumbe. ω 00 ad/s X c ω V m m X C (4 )(00 Ω) 800 V V V m sin (ωt π ) V Ω 00 Ω π 800(sin 00t ) V Jadi, pesamaan tegangan pada ujung-ujung kapasito V 800 (sin 00t π ). 6. Jawaban: d Pada gamba amplitudo gelombang sebesa 3 DV. Kaena tegangan maksimum besesuaian dengan nilai ampitudo. V m (4 DV)( volt/dv) 6 volt Pada gamba tetea,5 gelombang. panjang gelombang 4 DV. T (4 DV)(5 ms/dv) 0 ms f 50 Hz Jadi, tegangan maksimum dan fekuensi secaa betuut-tuut adalah 6 V dan 50 Hz. 54 Ulangan Tengah Semeste

156 7. Jawaban: d V Ω V 00 volt 40 Ω C C Z 00 Ω V ( )(40 Ω) 80 V Jadi, tegangan pada esisto sebesa 80 volt. 8. Jawaban: a V 6 V f 40 Hz L dan ω πf π ad (40 Hz) 80π ad/s π Ω L ω 0,05 H π 0,95 π Ω Jadi, besa nduktansi dan aus yang mengali pada kumpaan secaa betuut-tuut adalah 0,05 H dan 0, Jawaban: a L X L ωl (50 ad/s)(,8 H) Z ω 0 Ω L,8 H C 6 µf F V 5,8 volt ω 50 ad/s 50 Ω Ω Ω 90 Ω V Ω 0,0 Kaena angkaian tesusun sei, maka aus yang mengalii tiap komponen sama dengan aus total. jadi, aus yang mengali pada indukto sebesa 0,0. 0. Jawaban: d Z 60 Ω X L 8 Ω X L 60 Ω ε 300 V V ab Ω Ω 00 Ω ε V Ω 3 V ab (3 )(60 Ω) 80 V Jadi, nilai tegangan antaa titik a dan b sebesa 80 volt.. Jawaban: b m Ω 0, Fakto daya V 00 (sin.000t) V Z 500 Ω P cos ϕ Ω Ω 0,8 P V m m cos ϕ (00 V)(0, )(0,8) 6 W Jadi, daya yang bekeja pada angkaian sebesa 6 watt. Fisika Kelas X 55

157 . Jawaban: e angkaian sebuah adio peneima tedapat kapasito yang befungsi sebagai pemilih gelombang adio. Suatu nilai kapasitansi tetentu behubungan dengan fekuensi yang diteima adio. Nilai kapasitansi tesebut dapat diubah-ubah disesuaikan dengan fekuensi yang diinginkan. Kapasito yang demikian disebut dengan kondensato vaiabel/kapasito vaiabel. 3. Jawaban: b L 40 mh 4 0 H C 00 pf 0 0 F f f π π π Hz π MHz Jadi, angkaian tesebut beesonansi pada fekuensi π MHz. 4. Jawaban: e mpedansi pada angkaian esonansi benilai minimum. X L X C Opsi a menunjukkan X L > X C. Opsi b menunjukkan X C > X L. 5. Jawaban: b Gelombang elektomagnetik tedii atas medan magnet dan medan listik yang begeta saling tegak luus. Kedua medan tesebut meambat seaah. 6. Jawaban: d Dipelukan sina yang memiliki daya tembus kuat untuk mendeteksi patah tulang. Sina yang biasa digunakan adalah sina X yang memiliki fekuensi tinggi sehingga memiliki daya tembus yang kuat. 7. Jawaban: a Gelombang elektomagnetik secaa umum dihasilkan ketika patikel bemuatan listik, biasanya elekton, mengubah kecepatan atau aah geakan. Poses ini dapat tejadi dalam bebeapa caa, sepeti pemanasan dai atom dan molekul dan peubahan tingkat enegi elekton. Fekuensi dan panjang gelombang yang tebentuk tegantung pada jumlah enegi yang telibat. Gelombang dengan fekuensi yang lebih tinggi dan panjang gelombang yang lebih pendek akan memiliki enegi yang lebih tinggi. 8. Jawaban: d Sina gamma dihasilkan oleh isotop adioaktif sepeti kobalt-60 atau sesium-37. Kobalt-60 adalah sumbe yang paling banyak digunakan dalam menghasilkan adiasi sina gamma. Bekas sina elekton dihasilkan dai akseleato linea yang disuplai tenaga listik. 9. Jawaban: c Gelombang adio M memiliki amplitudo yang beubah-ubah dan dipengauhi oleh gejala kelistikan di atmosfe sehingga memiliki kualitas suaa kuang jenih. Gelombang M memiliki jangkauan yang luas kaena dapat dipantulkan oleh ionosfe. Jadi, cii-cii yang bena gelombang adio M ditunjukkan oleh nomo ) dan 5). 0. Jawaban: d Gelombang vey shot wave memiliki panjang gelombang 3 m. Gelombang ini temasuk dalam vey high fequency dengan leba fekuensi 30 MHz-300 MHz. Gelombang ini digunakan dalamadio FM, adio mobil polisi, dan komunikasi pesawat udaa.. Jawaban: c Suatu benda yang dipanaskan akan memancakan sina infameah yang tegantung dai suhu dan wana benda. Benda yang memancakan sina infameah saat tebaka dapat dideteksi oleh satelit sehingga dapat mengetahui daeah yang mengalami kebakaan hutan.. Jawaban: e Penggunaan sina X secaa belebihan dapat memusnahkan sel-sel dalam tubuh, mengubah suktu genetika suatu sel, mengakibatkan penyakit kanke, keontokan ambut, seta kulit menjadi meah dan bebisul. Keusakan kolagen dan jaingan elastin diakibatkan oleh papaan sina UV C telalu banyak. 3. Jawaban: c Logam yang paling cepat dipanaskan jika disinai dengan lase yang memiliki fekuensi paling tinggi. spektum wana dai fekuensi tekecil yaitu meah, jingga, kuning, hijau, biu, dan ungu. Jadi, logam yang disinai dengan lase bewana ungu akan cepat panas. 4. Jawaban: d Sina ultaviolet dapat dibuat di laboatoium oleh atom dan molekul dalam loncatan atau nyala listik. Sina ultaviolet juga dapat dihasilkan dai lampu wolfam atau lampu deuteium. 56 Ulangan Tengah Semeste

158 5. Jawaban: e hf 0,46 ev λ 300 nm m E kmaks E kmaks hf hf 0 h hf 0 6, J.s,46 ev 6, J.s,46 ev 6,66 ev,46 ev 4,66 ev Jadi, enegi kinetik maksimal fotoelekton yang dikeluakan sebesa 4,66 ev. 6. Jawaban: c v 0 7 m/s m e 9, 0 3 kg λ λ 0, m 0,36 Å Jadi, panjang gelombang de Boglie elekton tesebut sebesa 0,36 Å. 7. Jawaban: c Efek fotolistik adalah poses pelepasan elekton foto oleh foton. Pesamaan untuk efek fotolistik sebagai beikut. E kmaks hf hf 0 h(f f 0 ) Bedasakan pesamaan di atas, efek fotolistik hanya dipengauhi oleh fekuensi dan tidak dipengauhi oleh intensitas. Fekuensi cahaya gelombang datang haus lebih besa dai fekuensi ambang. Semakin besa fekuensi, panjang gelombangnya semakin kecil. f λ Kesimpulannya efek foto listik dapat tejadi jika enegi foton lebih besa dai enegi ambang atau fungsi keja logam. 8. Jawaban: b Ketika fekuensi betambah, setiap fotonnya akan membawa enegi lebih banyak sehingga dipelukan potensial henti yang besa ( V, semakin beges ke kii) aga ausnya menjadi nol. 9. Jawaban: d Dalam ekspeimennya Compton mempelakukan foton bukan sebagai gelombang melainkan hanya sebagai petikel yang memiliki enegi hf dan momentum. Selain itu Compton beasumsi baik enegi maupun momentum dai sistem yang teisolasi adalah kekal. 30. Jawaban: c λ 0 pm 0 m θ 37 λ λ λ (cos θ ) λ ( cos 37) 0 m (0,4 0 m)( 0,8) 0 m 0,048 0 m 0 m,048 0 m 0,48 Å Jadi, panjang gelombang setelah tumbukan sebesa 0,48 Å. 3. Jawaban: a Pada kasus CT-scan, mata memiliki koefisien seapan lebih besa dibandingkan dengan tulang tengkoak. Dengan kata lain, koefisien efleksi tulang lebih besa. Semakin banyak sina X yang diefleksikan oleh suatu benda, maka film penangkap (laya scintilato) akan semakin banyak meneima sina pantul. Oleh kaena itu pada laya akan tampak semakin teang. 3. Jawaban: b Sel suya bukan komponen aktif eketonika. Sel suya mampu mengonvesi cahaya menjadi enegi listik. Caa sel suya mentansfomasi cahaya menjadi listik adalah dengan efek fotolistik. Ketika foton menumbuk elekton pada pita valensi, maka elekton akan lepas dan menuju pita konduksi. kibatnya, ketika dibangkitkan dengan catu daya dan beban, akan timbul pebedaan aus. 33. Jawaban: e Mobil temasuk teknologi dalam bidang tanspotasi. Takto temasuk teknologi dalam bidang petanian. Kuda bukan temasuk teknologi. Mesin ketik temasuk teknologi dalam bidang tulis menulis. Sepeda temasuk teknologi dalam bidang tanspotasi. Pensil temasuk teknologi dalam bidang tulis menulis. Fisika Kelas X 57

159 34. Jawaban: b Sistem digital yang menggunakan kode dan 0 juga dikenal sebagai BT (Binay Digit). Bit meujuk pada sebuah digit dalam sistem angka bine, contohnya angka 000 memiliki panjang 5 bit. 35. Jawaban: c Kode digital diatas bejumlah 9 angka. Hal ini dapat diatikan sebagai 9 bit. 36. Jawaban: c B C Jadi kode itu dapat ditejemahkan sebagai BC. 37. Jawaban: a P 000 O H 000 O 0000 N Kode yang tepat adalah Jawaban: d Kompute adalah sekumpulan alat elektonik yang saling bekeja sama, dapat meneima data (input), mengolah data (poses) dan membeikan infomasi (output) seta tekoodinasi dibawah kontol pogam yang tesimpan di memoinya. Didalam sebuah kompute, memoi adalah uutan byte yang dinomoi (sel) yang masing-masing beisi sepotong kecil infomasi. 39. Jawaban: d Dalam tansmisi (pengiiman) data, tejadi poses penyimpanan dimemoy, pengiiman di tansmitte, peneimaan di eceive dan pengkodean di decode. 40. Jawaban: a Hadisk menyimpan data dalam bentuk digital pada cakam keas yang beputa. Penyimpanan data tekait dengan sifat magnetik benda. B. Uaian. a. Tinjau angkaian kapasitif. Ketika aus C mulai betambah dalam satu aah, muatan teakumulasi dalam kapasito sehingga muncul tegangan. Ketika tegangan mencapai nilai maksimum, enegi yang tesimpan dalam kapasito juga maksimum. kan tetapi penyimpanan enegi ini hanya besifat sementaa. Caa keja kapasito hanya diisi dan dikosongkan dalam setiap siklus. Oleh kaena itu tidak ada keugian daya. b. Tinjau angkaian induktif. Ketika aus C mencapai nilai maksimum, enegi yang tesimpan dalam indukto juga maksimum dalam bentukmedan magnet. Ketika aum mulai bekuang, enegi yang tesimpan dikembalikan kepada sumbe seiing indukto menjaga aus di dalam angkaian.. 50 Ω L 0 mh 0 H ω ad/s V ef 0 V f ω ad/s,5 0 7 ad/s F C 0 6 F µf Jadi, kapasitansi kapasito sebesa µf. 3. pabila fekuensi sumbe ditinggikan, eaktansi induktif betambah sesuai dengan pesamaan X π fl. Nilai eaktansi sebanding dengan fekuensi. eaktansi induktif yang besa menyebabkan impedansi total angkaian juag semakin besa. Z mpedansi yang besa dengan amplitudo tegangan tetap, maka aus yang mengali dalam angkaian semakin kecil yang besesuaian dengan pesamaan. us yang kecil menyebabkan daya yang didisipasi hambatan (lampu) juga kecil. Kesimpulannya adalah nyala lampu semakin edup jika fekuensi sumbe ditambah sementaa amplitudo tegangan tetap. 4. Micowave oven memanfaatkan sifat gelombang miko yang membeikan efek pemanasan pada benda yang dikenai adiasi. Makanan yang beada dalam micowave oven menyeap adiasi gelombang miko sehingga makanan menjadi panas dalam waktu singkat. Oleh kaena itu, micowave oven dimanfaatkan untuk memasak makanan secaa cepat dan bebas api. 58 Ulangan Tengah Semeste

160 5. adiasi sina UV yang belebihan dapat mengakibatkan kanke kulit, gangguan penglihatan, dan mengganggu keseimbangan alam. Sina ultaviolet bedampak tehadap keusakan pada jaingan jangat dan lemak sehingga kulit menjadi keiput. Sina ultaviolet B bedampak tehadap lapisan kulit paling atas yaitu lapisan ai. Sina ultaviolet B mampu membaka dan meusak lapisan ai. Sina ultaviolet C akan memengauhi peubahan wana kulit. Wana kulit akan beubah menjadi lebih kecokelatan. Sina ultaviolet membeikan pengauh yang besa tehadap keusakan kolagen dan jaingan elastin. Kolagen dan elastin meupakan jaingan pada kulit demis yang betanggung jawab tehadap kekuatan dan elastisitas kulit. 6. nfameah dapat digunakan untuk mendiagnosis suatu penyakit dalam tubuh. Selain itu, sina infameah digunakan untuk teapi penyembuhan. adiasi infameah yang dipancakan ke kulit akan melancakan peedaan daah sehingga alian oksigen dan nutisi yang bemanfaat bagi tubuh dapat dengan lanca mencapai seluuh ogan. acun dalam daah juga dapat hilang. 7. Panjang gelombang yang meupakan panjang gelombang fisis adalah panjang gelombang Compton. Panjang gelombang ini mengandung kombinasi bebeapa konstanta dan tidak bekaitan dengan geak elektonnya (tidak behubungan dengan kelajuan patikel). Sementaa panjang gelombang de Boglie behubungan dengan geak elekton melalui momentumnya. 8. W 0,85 ev, J λ 4, 0 7 m V 0 W 0 h λ ev 0, J (,6 0 9 C) V 0, J 4, J (,6 0 9 C) V 0 V 0,5 V Jadi, potensial penghenti yang menjaga aga aus foton tidak mengali sebesa,5 volt. 9. Tansmisi data yaitu poses pengiiman data dai pengiim ke peneima. Contoh tansmisi data yang paling sedehana yaitu ketika ada seoang yang sedang mengajak bicaa kepada oang lain. 0. ead-wite Head adalah pengambil data dai cakam magnetik. Head ini melayang dengan jaak yang tipis dengan cakam magnetik. Dahulu head besentuhan langsung dengan cakam magnetik sehingga mengakibatkan keausan pada pemukaan kaena gesekan. Kini antaa head dan cakam magnetik sudah dibei jaak sehingga umu haddisk lebih lama. Fisika Kelas X 59

161 Setelah mempelajai bab ini, peseta didik mampu:. menjelaskan kaakteistik inti atom, adioaktivitas, dan pemanfaatannya dalam teknologi;. menyajikan infomasi pemanfaatan adioaktivitas dan dampaknya bagi kehidupan. Bedasakan pengetahuan dan keteampilan yang dikuasai, peseta didik:. mensyukui kebesaan Tuhan yang menciptakan adioaktivitas di alam;. bepeilaku ilmiah dalam kegiatan pembelajaan dan dalam kehidupan sehai-hai; 3. menghagai keja individu dan kelompok dalam aktivitas sehai-hai. nti tom dan ptek Nukli Kaakteistik nti tom adioaktivitas ptek Nukli Menyelidiki stuktu inti atom dan enegi ikat inti. Mendiskusikan patikel penyusun inti, nuklida, gaya kestabilan inti, dan enegi ikat inti. Mendiskusikan jenis-jenis eaksi inti. Menyelidiki poses peluuhan adioaktif. Mendiskusikan sifat-sifat sina adioaktif. Mendiskusikan inteaksi sina adioaktif tehadap bahan dan peluuhan adioaktif. Mendiskusikan deet adioaktif. Mendiskusikan aplikasi iptek nukli di bidang enegi. Mendiskusikan aplikasi iptek nukli di bidang industi. Mendiskusikan aplikasi iptek nukli di bidang hidologi. Mendiskusikan aplikasi iptek nukli di bidang kesehatan. Mendiskusikan aplikasi iptek nukli di bidang pangan. Mendiskusikan aplikasi iptek nukli di bidang petenakan. Besyuku kepada Tuhan yang Mahakuasa yang telah menciptakan unsu-unsu adioaktif sehingga bemanfaat dalam teknologi. Memiliki asa ingin tahu yang tinggi, kitis, dan tebuka saat bediskusi. Menghagai keja individu dan kelompok seta betanggung jawab dalam melaksanakan tugas. Menjelaskan patikel penyusun inti, gaya kestabilan inti, dan nuklida. Menganalisis enegi ikat inti atom. Menjelaskan poses peluuhan adioaktif. Menjelaskan sifat-sifat sina adioaktif. Menganalisis inteaksi sina adioaktif. Menganalisis peluuhan adioaktif. Menjelaskan deet adioaktif. Menjelaskan aplikasi iptek nukli pada bebagai bidang. 60 Kaakteistik nti tom dan ptek Nukli

162 . Pilihan Ganda. Jawaban: c 06 X dibandingkan 07X Z Z Nomo massa menunjukkan nilai Z N. Nilai Z sama sehingga nilai N yang bebeda. Oleh kaena itu, 06 X memiliki nilai N yang lebih sedikit daipada Z 07X. Dengan demikian, inti atom X yang memiliki Z nomo massa 06 akan memiliki jumlah neuton yang lebih sedikit.. Jawaban: b Dalam eaksi inti haus dipenuhi: ) hukum Kekekalan Momentum; ) hukum Kekekalan Enegi; 3) hukum Kekekalan Nomo tom; 4) hukum Kekekalan Nomo Massa. 3. Jawaban: e Lambang unsu 39 Np memiliki Z 93 dan Jumlah poton 93 Jumlah neuton Z Jawaban: a soba meupakan unsu-unsu yang memiliki nomo massa sama, tetapi nomo atomnya bebeda. ZX sama, Z bebeda. Jadi, yang temasuk isoba adalah 6 C 4 dan 7 N Jawaban: a X 4α 7O p Z 8 (7 4) X Z X (8 ) 4 7 X 4 7 N Jadi, atom mula-mula adalah 4 7 N. 6. Jawaban: d Stabilitas inti ditentukan oleh pebandingan jumlah poton dan neuton dalam inti. nti ingan stabil jika N Z,00. nti beat stabil jika,00 < N Z <, Jawaban: c Nomo atom jumlah poton 7. Nomo massa 4. Jumlah neuton Jumlah elekton Jawaban: d 4He p n Δm m p m n m He (,0078) (,0086) 4,005,056,07 4,005 0,0303 Jadi, defek massa atom Helium adalah 0,0303 sma. 9. Jawaban: b Be Z 4 dan Δm Z m p ( Z)m n m inti (4)(,0078) (5)(,0086) 9,0 4,03 5,043 9,0 0,06 E Dm (93,5 MeV/sma) (0,06 sma)(93,5 MeV/sma) 57,85 MeV Enegi ikat atom 9 4Be adalah 57,85 sma. 0. Jawaban: b 0 n 35 9 U Ba K 3 0 n enegi E 00 MeV ( sma 93 MeV) m n,009 sma m U 35,0 sma massa inti (Ba K) E Δm(93 MeV/sma) 00 MeV Δm(93 MeV/sma) Δm 0,48 sma Sebelum eaksi: massa inti massa neuton 35,0,009 36,09 sma Sesudah eaksi: massa awal massa akhi m(ba K) 3m n Δm m awal m(ba K) 3(,009) 0,48 36,09 m(ba K) 3,48 36,09 m(ba K) 36,09 3,48 m(ba K) 3,777 Jadi, massa inti (Ba K) dibulatkan menjadi 3,8 sma.. Jawaban: b E Δm(93,5 MeV) E Δm 93,5 MeV Δm 36,6 MeV 93,5 MeV E 36,6 MeV m p,0078 sma m n,0086 sma massa inti 7 3 Li 0,0389 sma 7Li Z 3; 7; N Δm Z m p N m n m inti m inti Z m p N m n Δm (3)(,0078 sma) (4)(,0086 sma) 0,0389 sma (3,034 4,0344 0,0389) sma 7,089 sma Jadi, massa inti sebesa 7 Li sebesa 7,089 sma. 3 Fisika Kelas X 6

163 . Jawaban: a 4 7 N 4 α 7 8 O p E {(m 4 7 N m 4 α ) (m 7 8 O m p )}(93,5 MeV) {(4, ,0060) sma (6,9993,00783) sma}(93,5 MeV) ( 0,009)(93,5 MeV),0635 MeV Oleh kaena E negatif, atinya eaksi memelukan enegi sebesa,0635 MeV. 3. Jawaban: c m n,008 sma m p,007 sma m α 4,00 sma E i 4 α 4He Z N Δm Z m p ( Z) m n m α (,007 sma) (,008 sma) 4,00 sma 0,08 sma E i Δm 93 MeV/sma (0,08 sma) (93,5 MeV/sma) 6,08 MeV Jadi, enegi ikat inti alfa sebesa 6,08 MeV. 4. Jawaban: a Massa H,0078 sma Massa d,040 sma Massa 0 e 0,00055 sma sma 93 MeV Q Q Δm(93 MeV) {( m H) (m d m 0 e)}(93 MeV) {((,0078 sma) (,040 sma 0, sma)} (93 MeV/sma) 0,88 MeV Jadi, enegi yang dihasilkan 0,88 MeV. 5. Jawaban: c m 4 sma m p,0078 sma m n,0086 sma E i E i Δm(93 MeV) {(7m p 7m n ) (m 4 N)}(93 MeV) 7 {(7(,0078 sma) 7(,0086) 4 sma} (93 MeV) 0,48 (93 MeV) 06,8788 MeV 06,9 MeV Jadi, enegi ikat inti nitogen sebesa 06,9 MeV. B. Uaian 6. a. 8O Z 8 dan 6 sehingga poton Z 8 neuton Z elekton poton 8 b. c. d. 60 7Co Z 7 dan 60 sehingga poton Z 7 neuton Z elekton poton Ba Z 56 dan 38 sehingga poton Z 56 neuton Z elekton poton Po Z 84 dan 0 sehingga poton Z 84 neuton Z elekton poton 84. eaksi inti tedii atas dua jenis yaitu eaksi fisi dan eaksi fusi. a. eaksi fisi eaksi fisi adalah eaksi pembelahan inti atom beat menjadi inti atom bau yang lebih ingan. Contoh 9 U 35 yang ditembak dengan sebuah neuton menghasilkan 56 Ba 44, 36 K 89, dan 3 buah neuton. b. eaksi fusi eaksi fusi adalah eaksi penggabungan bebeapa inti ingan menjadi inti yang lebih beat. Contoh penggabungan inti H dengan H menghasilkan He 3 dan neuton. 3. a. b. c. 4 7 N 4 α Z X p Sehingga Z X X 7 8 X 7 8 O 4 α 9 4 Be 6 C Z X Sehingga Z X X 0 X 0 n 0 n 35 9 U Xe 38 S Z X Sehingga ZX X 0 X 0 n 4. m inti 38,05076 sma m p,0078 sma m n,00867 sma Δm, E i a. Untuk atom 38 9U Z 9; 38; N 46 Δm (Z m p ) (N m n ) m inti (9)(,0078) (46)(,00867) 38, Kaakteistik nti tom dan ptek Nukli

164 9, ,658 38,05076,8848 Jadi, defek massanya adalah,8848 sma. b. E Δm(93,5 MeV) (,8848 sma)(93,5 MeV).755,7 MeV sehingga enegi ikat pe nukleonnya: E i E.755,7 38 7,377 MeV 5. H,009 sma 3 H 3,06 sma 4He 4,003 sma n,009 sma 0 sma 93,5 MeV E Enegi hasil eaksi (4,003,009)(93,5 MeV) 4.668,678 MeV Enegi peeaksi (,009 3,06)(93,5 MeV) 4.680,7875 MeV Enegi yang dibebaskan 4.680,7875 MeV 4.668,678 MeV,095 MeV. 6. m H,00785 sma m 4 He 4,0060 sma m n, sma 0 Enegi yang dibebaskan n 0 H 4He E Sebelum eaksi: E (m n m p )(93,5 MeV) (()(, ) ()(,00785))(93,5 MeV) (,07333,0565)(93,5 MeV) 3.756,736 MeV Setelah eaksi: E (m He E)(93,5) (4,006 E)(93,5 MeV) 378,49 MeV E Sebelum eaksi sesudah eaksi 3.756, ,49 E E 8,307 MeV Jadi, enegi yang dilepaskan sebesa 8,307 MeV E i 79u 7,9 MeV m p,0078 sma m n,0086 sma a. E i b. m inti a. E i E dengan E 7,9 MeV dan 97 i maka E i E i (7,9 MeV)(97) 558,7 MeV b. E Δm(93,5 MeV) E Δm 93,5 MeV Δm.558,7 MeV 93,5 MeV,6786 sma Untuk atom 97 79u Z 79; 97; N 8 Δm Δ m p N m n m inti m inti Z m p N m n Δm m inti (79)(,0078) (8)(,00867) (,6786) 79,575 9,0306, ,9539 sma Jadi, massa inti 97 79u adalah sekita 96,9539 sma. 8. m 35 9U 35,0457 sma Ba 40,977 sma m 4 56 m 9 36 m 0 K 9,8854 sma n,0087 sma E 35 9 U 0 n Ba 36 K 3 0 n Sebelum eaksi: E ( 35 9 U m )(93,5) n (35,0457,0087)(93,5) (36,0544)(93,5) 9.884,6736 MeV Sesudah eaksi: E (m Ba m K 3 m n )(93,5) (40,977 9,8854 (3)(,0087))(93,5) (35,89)(93,5) 9.674,8998 MeV ΔE E sebelum eaksi E sesudah eaksi 9.884, , ,7738 MeV U n S Xe 54 xn 0 Bagian kii: ΣZ Σ Bagian kanan: ΣZ Σ x 6 x Bagian kii haus sama dengan bagian kanan: 36 6 x x 36 6 x 0 Fisika Kelas X 63

165 Oleh kaena jumlah neuton adalah, maka nilai x haus sama dengan m 60 8Ni sma m p,0073 sma m n,0087 sma a. massa pembentuk inti b. E i a. Ni Z N m inti 8m p 3m n 8(,0073 sma) 3(,0087 sma) 60,488 sma Jadi, massa pembentukan inti atom sebesa 60,488 sma. b. eaksi pembentukan inti atom dapat ditulis: 8 p 3n 60Ni 0 8 Δm (8m p 3m n ) m 60Ni 8 60,488 sma 59,930 sma 0,558 sma E Δm (93,5) MeV 0,558(93,5) MeV 54,933 MeV Jadi, enegi ikat intinya sebesa 54,933 MeV.. Pilihan Ganda. Jawaban: a Zat adioaktif alamiah dapat memancakan patikel alfa, beta, dan gamma. Neuton hanya dihasilkan pada eaksi inti buatan.. Jawaban: d Bedasakan daya tembusnya, sina adioaktif dapat diuutkan menjadi: sina alfa < sina beta < sina gamma. 3. Jawaban: b Sina sina β (beta) Sina sina γ (gamma) Sina 3 sina α (alfa) 4. Jawaban: d nti tidak stabil yang memiliki jumlah neuton lebih banyak daipada jumlah potonnya akan memancakan patikel β. Untuk mencapai kestabilan, inti akan mengubah neuton menjadi poton dengan memancakan patikel β. 5. Jawaban: e t nt maka t N N 0 T n N 0 6. Jawaban: d N t 5% N 0 4 N 0 T tahun t Nt N T 0 t N tahun N0 t t tahun t tahun t.50 tahun Jadi, umu fosil.50 tahun. 7. Jawaban: d N 0,8 mg N t 3, mg 4 hai T t t T N t N 0 3, mg,8 mg 3,,8 4 hai 4 4 hai t t t 4 hai t 4 hai 64 Kaakteistik nti tom dan ptek Nukli

166 t 4 hai t 48 hai Jadi, toium tesebut telah meluuh selama 48 hai. 8. Jawaban: c N 0 00 g t T N t N T t N t 60 hai 0 hai 3 0 hai bulan 60 hai (00) 8,5 Jadi, sisa sampel unsu tesebut setelah bulan sebesa,5 gam. 9. Jawaban: d 50% 0 x HVL x 3 HVL 0 e μx 50% 0 0 e μ n 0,5 μ μ 0,693 0,693 (3) 0 e 0 (0,5),5% Jadi, intensitas yang dilewatkan menjadi,5%. 0. Jawaban: b N Ci N 50 Ci N t 6,5 Ci t 0 hai t x hai x t N N T T 0 T 0 T T 0 hai N N T 0 6, , x x x x 0 x 0 3 x 30 hai Jadi, nilai x adalah 30 hai.. Jawaban: a t 48 hai ΔN bagian T N t N 0 ΔN N t bagian Nt N T 0 64 T t T 6 48 T T 6 48 T 8 hai Jadi, pauh waktu unsu tesebut adalah 8 hai. Fisika Kelas X 65

167 . Jawaban: a Nt N T jam T T t N 0 60 gam N t 5%N 0 5%(60 gam) 40 gam t t jam jam N t setelah jam jam T jam T jam T 4 jam t T N t N 0 (60 gam) (60 gam) jam jam 4 4 (60 gam) 0 gam 6 Setelah jam, unsu tesebut tinggal 0 gam. 3. Jawaban: d E k 5,3 MeV m 84 Pa 0 09,989 u m α 4,006 u u 93 MeV m 8 Po Po0 8 Po 06 4 α E k E k (m 84 Po 0 m 8 Po 06 m α 4 )(93 MeV/u) 5,3 MeV 93MeV/u 09,989 u m 8 Po06 4,006 u m 8 Po 06 (09,989 4,006 0,0057) u 05,9746 u Jadi, massa m 8 Po 06 05,9746 u. 4. Jawaban: d N t 8 N 0 T tahun t Nt N T 0 T t t tahun t tahun t tahun t tahun Jadi, umu fosil tesebut adalah tahun. 5. Jawaban: c 6 hai t 6 N N t tb 4 T B 0 hai N t : N : 4 tb t N0 N0 t t 6 t 0 t T t T B t t 0 5t 3t 30 t 30 t 60 t t 6 0 t hai Jadi, sumbe adioaktif dan B sudah meluuh selama 30 hai. 66 Kaakteistik nti tom dan ptek Nukli

168 B. Uaian. Misalkan inti mula-mula ZX, peluuhannya menjadi: X 4α Z Peluuhan alfa mengakibatkan penguangan dua nomo atom dan 4 nomo massa sehingga: 4 X Z 4 X Z B 4 α Peluuhan alfa kedua tejadi hal yang sama, sehingga: 8 B X Z 4 8 X Z 4 C 0 β υ e Peluuhan beta mengakibatkan nomo atom betambah dan nomo massa tetap, sehingga: 8 8 C X Z 4 8 X Z 3 X Z 3 D 0 β υ e Peluuhan positon mengakibatkan nomo atom bekuang dan nomo massa tetap, sehingga: D 8 X Z 3 8 X Z 4. a. Na3 n 4Mg 0 0 e b. 6 C α 4 9 N 5 0 e 0 n c. 3 l7 0 n 8 4 Si 0 e 3. T.60 tahun hai/tahun 4 jam/hai s/jam 5, 0 0 sekon m 00 gam a 6 λ N 0,693 T N 0,693 N 0 5, 0 mn a 3 (0 )(6,05 0 ) 6, patikel (, ) 3,68 0 patikel/sekon Jika Bq peluuhan/s dan Ci 3,7 0 0 Bq, maka: 3, ,7 0 9,8054 Ci 4. 0,5 0 4 patikel/detik T 30 tahun t 0 tahun saat t 0 tahun T 0 t (,5 0 4 ) 0 tahun 30 tahun (, ) (,5 0 4 )(7,94 0 ),9 0 4 Jadi, laju adiasi 0 tahun beikutnya adalah,9 0 4 patikel/detik. 5. μ 0,3465 m 0 0 W/m x 4 m μ 0,3465/m x x x 0 0,693 x 0,693 x m 4m m (0 W/m ) 4,5 0 3 W/m ntensitas yang kelua,5 0 3 W/m. 6. T 5 menit 4 jam N 0 Nt N T 0 N 0 N t t t T 5,0 mg 4 t jam N t 5,0 mg 5 mg 8 N 0.80 mg,8 g 5 mg 56 Jadi, massa awal unsu tesebut adalah,8 g. Fisika Kelas X 67

169 7. N 0 0 g T N t N 0 N t 0 g 0 g t T 0 hai t 30 hai sampel yang meluuh (0 g) 8,5 gam Jumlah sampel yang meluuh ΔN N 0 N t 0 g,5 g 8,75 g 8. ΔN 87,5% t 4 jam a. T b. λ c. N t setelah 4 hai a. ΔN N 0 N t N t N 0 ΔN 00% 87,5%,5% 8 Nt N T 0 8 T t 4 jam 4 jam 8 T 3 4 jam T T 3 4 jam T 8 jam Jadi, waktu pauh unsu tesebut 8 jam. b. λ 0,693 T 0, ,08665 peluuhan pe jam Jadi, nilai λ adalah 0,08665 peluuhan/jam. c. t 4 hai (4)(4 jam) 96 jam N t N T 0 N t 00% 00% t 96 jam 8 jam 00% ,044% Setelah 4 hai unsu yang tesisa tinggal 0,044%. 9. m 88 a 6 6,0536 u m α 4,0060 u E 4,87 MeV a. unsu yang dihasilkan b. massa atom unsu yang dihasilkan a. 88 a6 α 4 Z X Z Unsu yang dihasilkan 86 X 88 n b. E (m a m α m n )(93,5 MeV/u) 4,87 MeV 93,5 MeV/u (6,0536 u 4,0060 u m ) n 0,0053 u,076 u m n m n,0753 u Massa atom unsu yang tebentuk,0753 u. 0. t 0 tahun T T 5 0 t tahun saat t 0 tahun t 0 tahun T 0 tahun 68 Kaakteistik nti tom dan ptek Nukli

170 T 0 T 0 t 0 0 T T T Jadi, aktivitas sampel 0 tahun lagi menjadi atau 5 aktivitas mula-mula Pilihan Ganda. Jawaban: b Sina alfa dimanfaatkan untuk pengobatan kanke. Sina beta untuk mendeteksi kebocoan suatu pipa. Sina gamma untuk mensteilkan alat kedoktean dan membunuh sel kanke.. Jawaban: d ) eflekto befungsi untuk memantulkan neuton yang boco aga tetap beada di dalam teas. ) Modeato befungsi menyeap enegi neuton aga tidak telalu tinggi. 3) Peisai befungsi menahan adiasi yang dihasilkan pada poses pembelahan inti maupun yang dipancakan oleh nuklida-nuklida hasil pembelahan. 4) Pendingin sekunde beupa ai yang dialikan kelua dai sistem eakto dan didinginkan di lua eakto. 3. Jawaban: d eakto Katini, eakto Tiga 000, dan eakto Sywabessy meupakan eakto fusi nukli milik ndonesia. eakto Katini beada di Yogyakata, eakto Tiga 000 beada di Bandung, sedangkan eakto Sywabessy beada di Sepong. dapun eakto Tokamak meupakan eakto fisi nukli. 4. Jawaban: d Pemeiksaan baang menggunakan adiogafi industi memiliki keuntungan tidak meusak baang yang dipeiksa. Teknik ini menggunakan adiasi foton bedaya tembus tinggi, sina gamma, dan sina X. 5. Jawaban: a Pemuliaan tanaman betujuan menghasilkan spesies unggul. Pemuliaan tanaman dilakukan dengan mengiadiasi gamma pada bagian-bagian tumbuhan misalnya biji, batang, sebuk sai, hizoma, atau kalus. Tanaman yang diadiasi dapat mengalami mutasi positif, mutasi negatif, atau tanpa mutasi. Tanaman yang mengalami mutasi positif memiliki kualitas lebih baik daipada tanaman semula. dapun tanaman yang mengalami mutasi negatif mengalami penuunan kualitas. Jadi, mutasi yang behasil adalah mutasi positif. 6. Jawaban: c eakto fusi yaitu eakto yang menghasilkan enegi dai hasil eaksi fusi (penggabungan) antaa deuteium dan titium. eakto fusi menghasilkan helium, neuton, dan enegi. Deuteium dipeoleh dai alam yaitu tekandung di dalam ai laut dalam jumlah yang melimpah. dapun titium haus dibuat di dalam eakto fusi dai bahan litium. dapun uanium meupakan bahan baka eakto fisi. 7. Jawaban: b Bahan pengendali eakto nukli bebentuk padat dapat tebuat dai peak (g), indium (n), dan cadmium (Cd). dapun asam boat dapat digunakan sebagai bahan pengendali dengan caa dimasukkan ke dalam ai pendingin. Uanium meupakan bahan baka eakto fisi. dapun titium meupakan bahan baka eakto fusi. 8. Jawaban: d Pemanfaatan iptek nukli dalam bidang industi yaitu adiogafi industi dan penanggalan adiokabon. Manfaat lainnya yaitu untuk menentukan keausan alat, menentukan homogenitas poses, pengelolaan lingkungan, dan modifikasi bahan. dapun adiodiagnostik, bank jaingan, dan adioteapi meupakan pemanfaatan iptek nukli dalam bidang kedoktean. 9. Jawaban: c Pemanfaatan adioisotop dalam bidang kesehatan: C-3: pengukuan dinamika populasi mikoba dalam umen. Fisika Kelas X 69

171 C-4: pengukuan petumbuhan baktei umen dan filtasi uin. N-5:penentuan siklus potein dalam tubuh. C-5:pediksi volume umen dan laju pencenaan. -3:penelitian endokinologi. 0. Jawaban: c adiodiagnostik yaitu tindakan yang betujuan untuk mendeteksi adanya kelainan/keusakan pada ogan dan kanke pada tubuh dengan menggunakan pesawat sina X beenegi endah. Contoh adiodiagnostik yaitu CT-Scan dan flouoskopi. Fluooskopi (X-ay movie) digunakan untuk mengamati cita tubuh pasien secaa langsung dan dinamik. dapun CT Scan digunakan untuk mempeoleh gambaan tentang sifat mofologik bedasakan peubahan atau pebedaan tansmisi adiasi ogan atau bagian tubuh yang dipeiksa. Bakiteapi dan teleteapi temasuk dalam adioteapi, yaitu tindakan medis menggunakan adiasi pengion untuk mematikan sel kanke sebanyak-banyaknya dan beusaha meminimalkan keusakan pada sel nomal. Pada teleteapi, tumo ganas atau kanke dikenai adiasi yang sangat kuat secaa beulang-ulang. Pada bakiteapi, sumbe adiasi dikemas dalam bentuk jaum, biji, atau kawat yang diletakkan di dalam ongga tubuh misalnya kanke seviks, kanke postat, kanke pau-pau, dan kanke esopagus atau diletakkan di dalam tubuh. Jadi, jawaban yang bena adalah bakiteapi. B. Uaian. a. eakto penelitian eakto yang digunakan untuk penelitian di bidang mateial, fisika, kimia, biologi, kedoktean, petanian, industi, dan bidangbidang ilmu pengetahuan dan teknologi lainnya. b. eakto isotop eakto yang digunakan untuk mempoduksi isotop. adioisotop banyak digunakan dalam bidang kedoktean, famasi, biologi, dan industi. c. eakto daya eakto yang dapat menghasilkan daya atau tenaga beupa kalo untuk dimanfaatkan lebih lanjut.. Penemuan debit ai sungai dilakukan dengan melepas adioisotop ke dalam alian sungai. adioisotop befungsi sebagai peunut (adiotace) yang dideteksi dengan cuent mete untuk menguku debit ai sungai. 3. ptek nukli sangat bemanfaat bagi kehidupan manusia. ptek nukli bemanfaat dalam bebagai bidang antaa lain bidang enegi, industi, kedoktean, pangan, petenakan, dan hidologi. Pemanfaatan iptek nukli dengan bena dapat meningkatkan kemaslahatan umat manusia. 4. TSM adalah singkatan dai teknik seangga mandul. Pengendalian hama dengan teknik TSM yaitu mengiadiasi seangga dalam stadium pupa menggunakan sina gamma. Poses iadiasi tesebut menghasilkan hama jantan mandul. Selanjutnya, hama jantan mandul dilepaskan ke lahan petanian untuk besaing dengan seangga hama di lapangan. Pekawinan antaa hama jantan mandul dengan betina nomal menghasilkan telu tanpa embio atau tanpa ketuunan. 5. Polusi udaa dapat dikuangi dengan teknik iadiasi elekton. Pinsip kejanya sebagai beikut. Gas SOx dan NOx didinginkan dengan sembuan ai. Selanjutnya gas ammonia ditambahkan ke dalam campuan pada tabung peeaksi (vessel). Campuan tesebut diiadiasi dengan bekas eekton sehingga eneginya betambah. kibatnya gas SOx beubah menjadi SO sedangkan NOx beubah menjadi NO 3. Masih dalam pengauh iadiasi elekton, kedua senyawa beeaksi dengan ai membentuk asam nitat dan asam sulfat.. Pilihan Ganda. Jawaban: e 4 He jumlah elekton jumlah poton jumlah neuton. Jawaban: a soton adalah unsu-unsu yang memiliki jumlah neuton ( Z) sama, tetapi memiliki nomo atom bebeda. Pada soal ada 3 C yang memiliki neuton sama dengan 4 N yang memiliki 7 neuton Kaakteistik nti tom dan ptek Nukli

172 3. Jawaban: e 6 8 X Z 8 6 N Z Y Z 8 7 N Z Oleh kaena Z (jumlah poton) sama, maka X dan Y adalah isotop sehingga memiliki sifat kimia sama. 4. Jawaban: d nti yang meluuh dengan memancakan β, nomo massanya tetap dan nomo atomnya betambah satu, sehingga jumlah neuton bekuang satu. Oleh kaena nomo atom betambah, jumlah elekton valensi betambah satu dan kedudukan unsu bau beada di sebelah kanan unsu lama. 5. Jawaban: d 63 Cu Z 9 (jumlah poton 9) 9 63 (nomo massa 63) N Z jumlah neuton 34) on Cu kehilangan elekton sehingga jumlah elekton jumlah poton 9 7. Jadi, penyataan yang bena adalah pilihan d. 6. Jawaban: b Massa 3 He dibanding 4 He 3 : 4. Jai-jai lintasan pada spektomete massa: m v B q untuk v, B, dan q yang sama maka : m : m sehingga jai-jai lintasan 3 He : 4 He 3 : Jawaban: a Gaya yang mengakibatkan poton dan neuton tetap beada dalam inti disebut gaya inti. Gaya ini menyeimbangkan gaya elektostatik sehingga inti tetap dalam keadaan stabil. 8. Jawaban: b Massa inti selalu lebih kecil dibanding jumlah massa penyusunnya. Massa yang hilang ini (defek massa) beubah menjadi enegi yang mengikat poton dan neuton menjadi inti atom, disebut juga sebagai enegi ikat inti. 9. Jawaban: c N Z 7; massa 5 7N 5,008 sma m p,008 sma m n,009 sma E Δm Z m p ( Z)m n m inti (7)(,008 sma) (8)(,009 sma) 5,008 sma (7,056 8,07 5,008) sma 0, sma E Δm(93,5) MeV 0,(93,5) MeV,78 MeV Jadi, besa enegi ikat inti 5 N adalah,78 MeV Jawaban: d Pemancaan patikel β atau penangkapan positon haus disetai pemancaan antineutino. Pemancaan positon atau penangkapan patikel β selalu disetai neutino. Pada pemancaan α tidak diikuti dengan neutino dan antineutino. Kemungkinan jawaban adalah c dan d. c.. Z X 4 Y α 4 Z. 4 Y 4 Z 0 0 γ Z Z d.. Z X Y H Z. Y 4 Z 0 n Z Z Jadi, eaksi yang bepeluang adalah tahap petama memancakan satu deuton dan tahap kedua memancakan dua neuton.. Jawaban: e massa ,9668 sma m p,0078 sma m n,0086 sma Δm Jawab Δm Z m p N m n m (8)(,0078 sma) (9)(,0086 sma) 36,9668 sma (8,404 9,634 36,9668) sma Δm 0,3370 sma Jadi, defek massa sebesa 0,3370 sma.. Jawaban: b m He 4 4,006 sma m 6 C,0000 sma m 8 O 6 5,9949 sma E E (m He 4 m 6 C m 8 O 6 )(93,5 MeV/sma) (4,006 sma,0000 sma 5,9949 sma) (93,5 MeV/sma) (0,0077 sma)(93,5 MeV/sma) 7,755 MeV Jadi, enegi yang dilepaskan dalam eaksi fusi tesebut mendekati 7, MeV. Fisika Kelas X 7

173 3. Jawaban: d Patikel α (bemuatan positif), β (bemuatan negatif), poton (bemuatan positif), dan positon (bemuatan positif) dapat dibelokkan oleh medan listik atau medan magnet. Sementaa itu, neuton besifat netal sehingga tidak dibelokkan. 4. Jawaban: e Uutan daya ionisasi sina-sina adioaktif γ < β < α Uutan daya tembus sina-sina adioaktif α < β < γ 5. Jawaban: c 7 4 Be 7 3 Li 0 x x adalah 0 β atau beta positif (positon). 6. Jawaban: b t jam 0 menit N t 6,5%N 0 N 0 N T 0 Nt N T 0 6,5%N N 0 t 0 menit T 0 menit 6 T 4 0 menit T T 4 0 menit T 0 menit 4 30 menit Jadi, waktu pauh unsu tesebut 30 menit. 7. Jawaban: c x cm μ 0,693/cm Δ 0 e μ x 0 e (0,693/cm)( cm) 0 e 0,693 0 (0,5) Δ 0 0 0,5 0 0,5 0 ntensitas sina γ yang diseap lapisan sebesa 0, Jawaban: a T S 84 g/mol m S 68 g 4,7 0 4 Bq N m N 68 g 84 g/mol (6,0 03 inti/mol), inti λ N 4 4 4,7 0 Bq, 04 0 inti 0 T 0,693 λ T, s T 3,9 0 0 /s 0,693 3,9 0 /s,77 0 s (3.600 s/jam)(4 jam/hai)(365 hai/tahun) T ~ 56,3 tahun Jadi, umu pauh inti S adalah 56,3 tahun. 9. Jawaban: c T 30 menit jam t jam N t,5 mg N 0 Nt N T 0 N 0 t N t t T,5 mg jam jam N 0 40 mg,5 mg 4 9,5 mg 6 Jadi, massa awal unsu tesebut adalah 40 mg. 0. Jawaban: d x,5 cm 3,5% 0 μ 7 Kaakteistik nti tom dan ptek Nukli

174 3,5% μ 0 x x x 0,693 x,5 cm x,5 cm x 5, 5 cm x 0,3 cm 0,693 0,3 cm,3/cm Jadi, koefisien pelemahan bahan,3/cm.. Jawaban: d T 56 hai ΔN 87,5% t N t N 0 ΔN 00% 87,5%,5% 8 Nt N T 0 t 8 56 hai 8 56 hai 3 t t t 56 hai t 3 56 hai t 68 hai Jadi, waktu yang dipelukan untuk meluuh 87,5% adalah 68 hai.. Jawaban: c T 3,05 menit t 6, menit N t 7,55 0 Po 8 g/mol m 0 0 Nt N T 0 7,55 0 N 0 7,55 0 N t 6,menit 3,05 menit N 0 (7,55 0 )(4) 3,0 0 m0 N 0 Po N (3,0 0 inti)(8 g/mol) m 0 3 0,9 g 6,0 0 g/mol Massa awal inti 84 Po 8 sebanyak 0,9 g. 3. Jawaban: e N 0 kg T 3 menit t jam 60 menit N t t T N t N 0 ( kg) N t mg 60 menit 3 menit ( kg) 0 9, kg Jadi, dalam waktu jam tinggal tesisa sekita mg 8 84 Po. 4. Jawaban: b T tahun t tahun N t t T N t N 0 N 0 66 tahun tahun 3 N 0 8 N 0 Jadi, sisa 0 8Pb pada tahun yang akan datang adalah dai massa awalnya atau sebesa,5% Jawaban: a Bagian eakto yang befungsi menuunkan kecepatan neuton adalah modeato. Modeato menuunkan enegi neuton hasil eaksi (4,9 MeV) menjadi neuton temal (0,05 MeV). Uanium-35 meupakan bahan baka eakto fusi. Batang kendali/bahan pengendali befungsi menyeap neuton untuk mengendalikan eaksi. Pengungkung eakto befungsi menjaga eakto aga tidak behubungan dengan lingkungan. Fisika Kelas X 73

175 B. Uaian. a. b. c. 4 7 N 0 n 6 C X X 3 H titon 4 He 9 4 Be 6 C Y Y 0 n neuton Mn Z 6 Fe Z H poton. adiasi pada hama jantan dapat mengakibatkan hama menjadi mandul. Pekawinan antaa hama betina dengan hama jantan mandul tidak menghasilkan ketuunan. Dengan demikian, hama tanaman dapat dikendalikan dan populasinya menjadi bekuang. 3. a. Batang kendali befungsi mengendalikan jumlah neuton di dalam teas eakto sehingga eaksi beantai dapat dipetahankan. Bahan yang digunakan antaa lain kadmium dan boon. b. Modeato befungsi menyeap enegi neuton aga tidak telalu tinggi. Bahan-bahan yang biasa digunakan adalah ai ingan (H O) dan ai beat (D O). c. Peisai befungsi menahan adiasi yang dihasilkan pada poses pembelahan inti maupun yang dipancakan oleh nuklida-nuklida hasil pembelahan. 4. adiogafi industi yaitu pemeiksaan kualitas baang menggunakan adiasi yang memiliki daya tembus tinggi. Ketika dilakukan pengujian, bahan yang diuji akan menyeap adiasi yang dibeikan. Bahan yang homogen dan tidak cacat maupun etak akan menyeap adiasi dalam jumlah yang seagam. dapun cacat pada bahan misalnya adanya ongga ataupun etak pada bahan dapat diketahui kaena adiasi yang diseap pada tiaptiap bagian tidaklah sama. 5. m H,008 sma m 3 He 3,069 sma m 4 He 4,0089 sma E 3 He 3 He 4 He H E Sebelah kii: m 0 m 3 He (3,069 sma) 6,0388 sma Sebelah kanan: m m 4 He (m H) 4,0089 sma (,008 sma) 6,05 sma Δm m 0 m 6,0338 6,05 0,0087 sma Enegi yang dihasilkan dai eaksi tesebut menjadi: E Δm(93,5) (0,0087)(93,5) MeV 8,0405 MeV 6. H H 3H p E E (() m H m 3 H m p)(93,5 MeV/sma) 4,03 MeV 93,5 MeV/sma ()(,04 sma) m 3 H,0078 sma 0,0043 sma 3,074 sma m 3 H m 3 H 3,0699 sma Massa titon sebesa 3,0699 sma inti/s 0 4 inti/s N 0 0 inti N 0 λ N 0 λ N N0 N inti Jadi, inti mula-mula sebanyak inti. 8. T.6 tahun m 4,5 gam a 6 g/mol a. N b. a. N m N 4,5 g 6 g/mol (6,0 03 ),04 0 inti Jadi, jumlah inti adium sebanyak,04 0 inti. b. T (.6 tahun)(365 hai/tahun)(4 jam/hai) (3.600 s/jam) 5, 0 0 s λ N 0,693 T N 0, , 0 (,04 0 ),63 0 Bq Jadi, aktivitas adium,63 0 Bq. 74 Kaakteistik nti tom dan ptek Nukli

176 9. m g U 38 g/mol T 4, tahun a. N 0 b. 0 c. t hingga tesisa 5% a. N 0 n N m U N g 38 g/mol ( 6,0 03 inti),53 0 inti b. T (4, tahun)(365 hai/tahun) (4 jam/hai)(3.600 s/jam), s c. 0,693 (,53 0 inti) 7,409 0 s.443,5 kejadian/sekon Nt N T 0 5% N0 N 0 4 t t 9 4,47 0 tahun t 9 4,47 0 tahun t 9 4,47 0 tahun t 8, tahun 0. T,5 menit,5(60 s) 50 s m g 36 gam a. N b. c. t jika g yang meluuh 3,5 g a. N m N ; g 08 g/mol 36 g 08 g/mol (6,0 03 ), inti Jadi, jumlah inti g-08 sebanyak, inti. b. λ 0,693 T 0, s 4,6 0 3 /s λ N (4,6 0 3 /s)(, inti) 9,7 0 0 Bq Jadi, aktivitas g-08 9,7 0 0 Bq. c. N 0 36 g ΔN 3,5 g N t N 0 ΔN (36 3,5) g 4,5 g Nt N T 0 4, s 8 50 s 3 t t t t 50 s t 450 sekon t 7,5 menit Jadi, waktu hingga g-08 meluuh 3,5 g adalah 7,5 menit. Fisika Kelas X 75

177 Setelah mempelajai bab ini, siswa:. memahami penggunaan enegi dan dampaknya bagi lingkungan;. memahami caa menghemat penggunaan enegi; 3. memahami pean enegi altenatif untuk mengatasi ketebatasan enegi. Bedasakan pengetahuan dan keteampilan yang dikuasai, siswa:. besyuku atas tesedianya sumbe enegi yang melimpah;. memiliki asa ingin tahu tehadap penggunaan enegi; 3. peduli tehadap lingkungan dan melakukan penghematan. Ketebatasan Enegi dan Dampaknya bagi Kehidupan Sumbe Enegi dan Penggunaannya Solusi tehadap Ketebatasan Enegi Mengelompokkan enegi bedasakan kelestaiannya. Menyelidiki penggunaan enegi di ndonsia. Menyelidiki kebutuhan enegi final menuut jenis. Menganalisis gafik emisi CO. Mengamati gafik penghematan enegi. Menyelidiki cadangan enegi tebaukan. Besyuku atas tesedianya sumbe enegi yang belimpah di ndonesia. Memiliki asa ingin tahu untuk menambah wawasan tentang penggunaan enegi di ndonesia. Peduli tehadap lingkungan akibat penggunaan enegi fosil. Menjelaskan sumbe enegi bedasakan kelestaiannya. Menjelaskan jenis-jenis enegi dan sekita penggunaan enegi. Menjelaskan pembangkitan enegi listik. Menjelaskan caa penghematan enegi. Menjelaskan enegi altenatif dan penggunaannya. Menuliskan hasil kegiatan tentang ketebatasan enegi dan dampaknya bagi kehidupan. 76 Ketebatasan Enegi dan Dampaknya bagi Kehidupan